变频器原理分解图（上）

PART 1

变频器结构框图

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变频器内部结构

1主电路

              整流电路、起动保护、滤波电路、逆变电路 、指示电路 、制动单元 、输入端子、 输出端子。 

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变频器内部结构

1.整流电路

VD1—VD6整流二极管，c1、c2，滤波电容，RL，限流电阻。

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变频器内部结构

2.制动电路

       图中RB电阻和VTB是制动选件，当电动机产生回馈电能，使UPN电压达到700V， VTB受控导通，电动机的机械能转换成的电能通过RB电阻消耗，电动机得到制动力矩停止。

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变频器内部结构

3.逆变电路

将直流电转换为三相交流电

图中，VT1—VT6，逆变管，VD7—VD12，续流二极管

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变频器内部结构

4.开关器件

1）二极管

二极管是单向导电器件，加正向电压，导通，相当开关闭合；加反向电压，截止，相当于开关断开

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为变频器内部结构

5.三相逆变波形

加在6只逆变管上的信号都为开关信号，6只逆变管就相当于6个开关，管子导通相当于开关闭合，截止时相当于开关断开。

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变频器内部结构图

6.绝缘栅双极晶体管（IGBT）

①结构及外形

IGBT是MOS和GTR取长补短相结合的产物，具有栅极G、集电极C、和发射极E的三个引出端。

   

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变频器原理分解图（下）

变频器内部结构

1其他电路

 1.输入端隔离电路

             变频器有一系列的输入端子，这些输入端子和CPU是通过隔离电路联系的。输入端隔离电路出了问题，影响端子的正常输入，因为每个输入端子独立连接一只光电耦合器，哪一只光电耦合器出了问题，那一路输入端子不能正常工作。

 

 

变频器内部结构

2.I-U转换电路

      该电路是模拟输入电压、电流、以及模拟输出指示端子的转换电路。该电路出了问题，会影响这几路信号的正常工作。

 

变频器内部结构

3.DC/DC电源

       这是变频器除了主电路之外所有电路的供电电源。它出了故障，整个变频器停止工作。因为该电源的输出端是分组输出，哪一组出了问题，影响那一组所对应的电路。

 

变频器内部结构

4.开关电源电路图

       图中L1为一次电路，L2、L3、L4、L5为二次电路，工作时一次电路导通，二次电路截止，一次电路截止时，二次电路导通。二次电路的输出电压由开关管的脉冲宽度调节。

开关电源容易损坏的元件是滤波电容、整流二极管、开关管。

 

变频器内部结构

5.过压/欠压保护电路

            该电路是直流母线电压的检测电路，检测直流母线欠压或过压。该电路出了问题，一是不能正确的提供检测保护信号，产生误报；二是失去保护功能，使制动电阻不能工作，引起主电路过压而损坏。

 

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6.驱动电路

           该电路是将CPU输出的PWM信号进行放大，驱动IGBT开关工作。该电路和主电路紧密相连，是很重要，又容易出故障的一部分电路

 

变频器内部结构

1）驱动电路

隔离放大、驱动放大电路、驱动电路电源

①光耦隔离电路

图中IC为PWM输出和驱动电路的隔离电路。当驱动电路损坏不至于将故障扩大到PWM发生电路。

②V1为第一级放大；V2、V3为输出跟随器，提高输出能力。

③图中稳压管DZ使电源电压稳定在20V。

注：隔离电路中的光耦隔离集成块容易损坏。

 

变频器内部结构

2）驱动电路和电源的连接

电路作用：为驱动电路提供直流电源。该电路由一只5V稳压管取得5V电源，加在IGBT开关管的发射极上，使驱动信号在零时，保证IGBT控制极为5V的负电压，使管子可靠的截止。

       该电源需要4组，三个带浮地，一个直接接地。该电源由变频器的DC/DC直流电源提供。

 

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7.保护电路

       是保护逆变桥过流、过压、过载等的保护电路。它由检测、放大、模/数转换等电路组成。该电路出了故障，一是误报；二是失去保护功能，造成逆变桥的损坏。

 

变频器内部结构

1）电流检测电路

通过检测变频器的输出电流，进行过流、过载计算，当判断为过流、过载，立即封锁变频器的输出脉冲，使PWM电路停止工作。R121为检测电阻，检测电流为1A。

(检测电流为100A,R121为0.015    )。

 

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2）直流电压检测电路

      为保证电网电压变化时，仍能保证U/f=C的控制方式，由该电路实时检测直流电路的电压Ud,根据Ud的变化调整PWM波的占空比。

 

简约&设计

8.单片机

单片机又称CPU，是整个变频器的核心器件，如同人的大脑，输出各种控制信号和处理输入、检测等信号。

CPU是集成电路，又经过层层保护，故障率很低。正常工作时的损坏率很低，雷击、变频器电源引起的过压、工作环境潮湿、静电感应等可能引起损坏。在故障维修时，没有充分的理由，不要轻易怀疑单片机有问题。因为单片机有问题，就得换主板。