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變頻器本身的故障自診斷及預防功能

來源:昌昇自動化時間:2022-04-15

 

老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點:容易跳閘、不容易再啟動、過負載能力低。由于IGBT及CPU的迅速發(fā)展,變頻器內(nèi)部增加了完善的自診斷及故障防范功能,大幅度提高了變頻器的可靠性。


變頻器本身的故障自診斷及預防功能


如果使用矢量控制變頻器中的“全領域自動轉(zhuǎn)矩補償功能”,其中的“啟動轉(zhuǎn)矩不足”、“環(huán)境條件變化造成出力下降”等故障原因,將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內(nèi)部的微型計算機的高速運算,計算出當前時刻所需要的轉(zhuǎn)矩,迅速對輸出電壓進行修正和補償,以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉(zhuǎn)矩變化。

此外,由于變頻器的軟件開發(fā)更加完善,可以預先在變頻器的內(nèi)部設置各種故障防止措施,并使故障化解后,仍能保持繼續(xù)運行,例如:對自由停車過程中的電機進行再啟動;對內(nèi)部故障自動復位并保持連續(xù)運行;負載轉(zhuǎn)矩過大時,能自動調(diào)整運行曲線,能夠?qū)C械系統(tǒng)的異常轉(zhuǎn)矩進行檢測。

造成變頻器故障的原因是多方面的,只有在實踐中,不斷摸索總結,才能及時消除各種各樣的故障。

變頻器的構成

變頻器主要是由主電路、控制電路組成。

主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分,變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。 它由三部分構成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器”,吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”,以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

(1)整流器:最近大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進行再生運轉(zhuǎn)。

(2)平波回路:在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動電壓,此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動,采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時,如果電源和主電路構成器件有余量,可以省去電感采用簡單的平波回路。

(3)逆變器:同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型PWM逆變器為例示出開關時間和電壓波形。

控制電路是給異步電動機供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號的回路,它有頻率、電壓的“運算電路”,主電路的“電壓、電流檢測電路”,電動機的“速度檢測電路”,將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”,以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。

(1)運算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。

(2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。

(3)驅(qū)動電路:驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。

(4)速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,送入運算回路,根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。

(5)保護電路:檢測主電路的電壓、電流等,當發(fā)生過載或過電壓等異常時,為了防止逆變器和異步電動機損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流

變頻器應用維護保養(yǎng)

由于變頻器能適應生產(chǎn)工藝的多方面要求,尤其是在工業(yè)自動化控制應用上,交流變頻調(diào)速技術已經(jīng)上升為工業(yè)自動化控制的主流。交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵,甚至可以超過直流系統(tǒng)。它采用的全數(shù)字控制方式,使信息處理能力大幅度地增強。同時它將實用經(jīng)驗和技巧不斷地融入軟件功能中,采用模擬控制方式無法實現(xiàn)的復雜控制在今天都已成為可能,使變頻器的可靠性、可使用性、可維護性功能得以充實。由于變頻器具有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬和運行效率高,使用操作方便,且宜于同其它設備接口等一系列優(yōu)點,所以應用越來越廣泛。多年來,我們在生產(chǎn)實際應用中不斷學習,積累了一些變頻器的維護保養(yǎng)和維修的經(jīng)驗。

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