變頻器維修原理知識

變頻器使用者眾多。因變頻器節(jié)能環(huán)保增產(chǎn)降耗等等優(yōu)勢，在很多企事單位廣泛使用，市場上需求量也很大。當(dāng)然這也帶來第三產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，比如變頻器維修保養(yǎng)行業(yè)。變頻器維修行業(yè)從業(yè)者數(shù)量頗大。但是我們發(fā)現(xiàn)很多從業(yè)者學(xué)的更多的是操作技術(shù)，他們學(xué)會一些別人教給他的操作步驟，一旦碰到特殊情況，就無從著手，這無論對客戶還是對從業(yè)者自己，都是不太好的，這都因?yàn)檫@些人并沒沉下心來吸納充足的電氣知識。我們在此將內(nèi)部整理的大量電氣知識貼出來，供大家學(xué)習(xí)。 　　

我們要了解變頻器維修原理首先我們要了解變頻器工作原理究竟是怎樣進(jìn)行的?變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。這是變頻器修理中最變頻器的定義。 

  　變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)，按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 　　 

在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時，又要保證電動機(jī)的磁通不變的思想而提出的，在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。在變頻器修理中，轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機(jī)具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)矢量控制是通過矢量坐標(biāo)電路控制電動機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對電動機(jī)在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過檢測定子電阻來達(dá)到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。 　

一、模電和數(shù)電的區(qū)別 　　

很多剛進(jìn)入電子行業(yè)，自動化行業(yè)的人士對模似電子電路和數(shù)字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進(jìn)這行的人更是不明了，當(dāng)然在接觸變頻器維修與維護(hù)時肯定要熟悉。 　　所謂模似電子電路實(shí)際是相對數(shù)字電子電路而言。 　　

模電：一般指頻率在百兆HZ以下，電壓在數(shù)十伏以內(nèi)的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關(guān)器件的運(yùn)用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強(qiáng)電或高壓電范疇。 

數(shù)電：在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)一般指通過數(shù)字邏輯和計算去分析、處理信號，數(shù)字邏輯電路的構(gòu)成以及運(yùn)用。數(shù)電的輸入和輸出端一般由模電組成，構(gòu)成數(shù)電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。 由于數(shù)電可大規(guī)模集成，可進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，對溫度、干擾、老化等參數(shù)不敏感，因此是今后的發(fā)展方向。但現(xiàn)實(shí)世界中信息都是模似信息(光線、無線電、熱、冷等)，模電是不可能淘汰的，但就一個系統(tǒng)而言模電部分可能會減少。理想構(gòu)成為：模似輸入——AD采樣(數(shù)字化)——數(shù)字處理——DA轉(zhuǎn)換——模似輸出。 

二、運(yùn)放與比較器區(qū)別 

運(yùn)算放大器與專用比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見，在ABB變頻器維修中也會經(jīng)常碰到。它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。

1、運(yùn)放可以連接成為比較輸出，比較器就是比較。那么市面上為何單獨(dú)出售兩種產(chǎn)品，他們有相同和不同之處是什么呢? 

2、比較器輸出一般是OC便于電平轉(zhuǎn)換;比較器沒有頻補(bǔ)，SLEW RATE比同級運(yùn)放大，但接成放大器易自激。比較器的開環(huán)增益比一般放大器高很多，因此比較器正負(fù)端小的差異就引起輸出端變化。

3、頻響是一方面，另處運(yùn)放當(dāng)比較器時輸出不穩(wěn)定，不一定能滿足后級邏輯電路的要求。

4、比較器為集電極開路輸出，容易輸出TTL電平，而運(yùn)放有飽和壓降，使用不便。

關(guān)于運(yùn)算放大器與專用比較器的區(qū)別可分為以下幾點(diǎn)：

1、比較器的翻轉(zhuǎn)速度快，大約在NS數(shù)量級，而運(yùn)放翻轉(zhuǎn)速度一般為US數(shù)量級(特殊高速運(yùn)放除外)

2、運(yùn)放可以輸入負(fù)反饋電路，而比較器不能使用負(fù)反饋，雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端，便因?yàn)槠鋬?nèi)部沒有相位補(bǔ)償電路，如果輸入負(fù)反饋，電路不能穩(wěn)定工作，內(nèi)部無相位補(bǔ)償電路，這也是比較器比運(yùn)放速度快的原因。

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