变频器的控制电路及几种常见故障分析

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1、变频器的控制电路及几种常见故障分析2009-02-11　　　来源：Internet　　　浏览：399 1引言　　随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用，及其常见故障越来越显示出其重要性。　　2变频器控制电路　　给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路。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。　　在点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电

2、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

3、轴机上的速度检测器(TG、PLG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。　　(1)逆变器保护 ①瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等，流过逆变器器件的电流达到异常值(超过容许值)时，瞬时停止逆变器运转，切断电流。变流器的输出电流达到异常值，也同样停止逆变器运转。　　　　 ②过载保护　　逆变器输出电流超过额定值

4、，且持续流通达规定的时间以上，为了防止逆变器器件、电线等损坏要停止运转。恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或者电子热保护(使用电子电路)。过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。　　③再生过电压保护　　采用逆变器是电动机快速减速时，由于再生功率直流电路电压将升高，有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法，防止过电压。　　④瞬时停电保护 对于数毫秒以内的瞬时停电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不能供电，所以检出后使逆变器停止运转。　　 ⑤接地过电流保护　

5、　逆变器负载接地时，为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全，需要装设漏电断路器。　　⑥冷却风机异常　　有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合，可以省略。 (2)异步电机的保护　　①过载保护　　过载检出装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作频繁时，可以考虑减轻电动机负载、增加电动机及逆变器容量等。　　②超额(超速)保护　　逆变器的输出频率或者

6、异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。　（3）其它保护　　①防止失速过电流　　急加速时，如果异步电动跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行(失速)。所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。 ②防止失速再生过电压　　 减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为了防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转(失速)。　　3变频器控制回路的抗干扰措施　　由于主回路的非线性(进行开关动作)，变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路

7、却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。　　1)变频器的基本控制回路　　同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：　　①4～20mA电流信号回路(模拟)；1～5V/0～5V电压信号回路(模拟)。　　②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等(数字)。 外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。　 2)干扰的基本类型及抗干扰措施。　　 ①静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路

8、的静电容耦合，在电缆中产生的电势。　　措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，