变频器电路原理分析
变频器电路原理分析
要想做好变频器维修，当然了解变频器基础知识是相当重要的，也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后，如果有不正确地方，望您指正，如果觉得还行支持一下，给我一些鼓动！变频器维修入门--电路分析图对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图 2.1是它的结构图。
1）驱动电路驱动电路是将主控电路中C P U产生的六个P W M信号，经光电隔离和放大后，作为逆变电路的换流器件（逆变模块）提供驱动信号。对驱动电路的各种要求，因换流器件的不同而异。同时，一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是，大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑，这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路（驱动电路电源见图 2.3）。
2.2驱动电路图
2.3驱动电路电源图
驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路，三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。2）保护电路当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小，甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能，都设法增加保护功能，提高保护功能的有效性。在变频器保护功能的领域，厂商可谓使尽解数，作好文章。这样，也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路，软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等，内部都具有保护功能。图 2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。
2.4电流检测保护电路（U）相
3）开关电源电路开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路及风机等电路提供低压电源。图2.5富士G11型开关电源电路组成的结构图。
2.5开关电路结构图
直流高压P端加到高频脉冲变压器初级端，开关调整管串接脉冲变压器另一个初级端后，再接到直流高压N端。开关管周期性地导通、截止，使初级直流电压换成矩形波。由脉冲变压器耦合到次级，再经整流滤波后，获得相应的直流输出电压。它又对输出电压取样比较，去控制脉冲调宽电路，以改变脉冲宽度的方式，使输出电压稳定。4）主控板上通信电路当变频器由可编程（P L C）或上位计算机、人机界面等进行控制时，必须通过通信接口相互传递信号。图 2.6是L G变频器的通讯接口电路。
2.6变频器通讯接口
频器通信时，通常采用两线制的R S485接口。西门子变频器也是一样。两线分别用于传递和接收信号。变频器在接收到信号后传递信号之前，这两种信号都经过缓冲器A1701、75176B等集成电路，以保证良好
的通信效果。所以，变频器主控板上的通信接口电路主要是指这部分电路，还有信号的抗干扰电路。
5）外部控制电路变频器外部控制电路主要是指频率设定电压输入，频率设定电流输入、正转、反转、点动及停止运行控制，多档转速控制。频率设定电压（电流）输入信号通过变频器内的A/D转换电路进入
C P U。其他一些控制通过变频器内输入电路的光耦隔离传递到C P U中。在下面文章中,上传了有关变频器的维修知识供大家分享!根据大家对我的提议以及对我的支持，现在将一些变频器最基本，基础的知识贡献给大家。变频器开关电源电路变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。我们公司产品开关电源电路如下图，是由U C3844组成的开关电路：开关电源主要有以下特点: 1,体积小,重量轻:由于没有工频变频器，所以体积和重量吸有线性电源的20~30% 2，功耗小，效率高：功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管的上功耗小，转化效率高，一般为60~70%，而线性电源只有30~40%
2.7
二极管限幅电路限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。其特点是：当输入信号电压在某一范围时，电路处于线性放大状态，具有恒定的放大倍数，而超出此范围，进入非线性区，放大倍数接近于零或很低。在变频器电路设计中要求也是很高的，要做一个好的变频器维修技术员，了解它也相当重要。
1、二极管并联限幅器电路图如下所示：
2、二极管串联限幅电路如下图所示：
2.9
变频器控制电路组成如图1所示，控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。
在图1点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。
1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。2)电压、电流检测电路与主回路电位隔离检测电压、电流等。3)驱动电路为驱动主电路
器件的电路，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。4)I/0输入输出电路为了变频器更好人机交互，变频器具有多种输入信号的输入(比如运行、多段速度运行等)信号，还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。5)速度检测电路以装在异步电动轴机上的速度检测器(T G、P L G 等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。6)保护电路检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下变频器驱动电路的H C P L-316J特性H C P L-316J是由A g i l en t公司生产的一种IG BT门极驱动光耦合器，其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供了保障。其特性为：兼容C M O S/T Y L电平；光隔离，故障状态反馈；开关时间最大500n s；“软”IG B T 关断；欠饱和检测及欠压锁定保护；过流保护功能；宽工作电压范围(15～30V)；用户可配置自动复位、自动关闭。D S P与该耦合器结合实现IG B T的驱动，使得IG B T V C E欠饱和检测结构紧凑，低成本且易
于实现，同时满足了宽范围的安全与调节需要。H C P L-316J保护功能的实现H C P L-316J内置丰富的
IG B T检测及保护功能，使驱动电路设计起来更加方便，安全可靠。其中下面详述欠压锁定保护(UV L O)和过流保护两种保护功能的工作原理：(1)IG B T欠压锁定保护(UV L O)功能在刚刚上电的过程中，芯片供
电电压由0V逐渐上升到最大值。如果此时芯片有输出会造成IG B T门极电压过低，那么它会工作在线性放大区。H C P L316J芯片的欠压锁定保护的功能(U V L O)可以解决此问题。当V C C与V E之间的电压值小
于12V时，输出低电平，以防止IG B T工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。
示意图详见图1中含UV L O部分。
图1H C P L-316J内部原理图(2)IG B T过流保护功能HC P L-316J具有对IG B T的过流保护功能，它通过检测IG B T的导通压降来实施保护动作。同样从图上可以看出，在其内部有固定的7V电平，在检测电路工作时，它将检测到的IG B T C～E极两端的压降与内置的7V电平比较，当超过7V时，HC P L-316J芯片输出低电平关断IG B T，同时，一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧，以便于采取相应的解决措施。在IG B T关断时，其C～E极两端的电压必定是超过7V的，但此时，过流检测电路失效，H CP L-316J 芯片不会报故障信号。实际上，由于二极管的管压降，在IG B T的C～E极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。
整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心部分是芯片H C P L-316J，其中由控制器
(D S P-T M S320F2812)产生X P W M1及X C L EA R*信号输出给HC P L-316J，同时H C P L-316J产生的IG B T故障信号F A U L T*给控制器。同时在芯片的输出端接了由N PN和P N P组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流能力，匹配IG B T驱动要求。当H C P L-316J输出端V O UT输出为高电平时，推挽电路上管(T1)导通，下管(T2)截止，三端稳压块L M7915输出端加在IG B T门极(V G1)上，IG B T V C E为15V，IG B T导
通。当H C P L-316J输出端V O U T输出为低电平时，上管(T1)截止，下管(T1)导通，V C E为-9V，IG B T关断。以上就是IG B T的开通关断过程。