DQZHAN技術(shù)訊：變頻器維修基礎(chǔ)知識

   要想做好變頻器維修，當然了解一些電子基礎(chǔ)知識是相當重要的，也是迫不及待的。下面我們就來分享一下變頻器維修基礎(chǔ)知識。大家看完后，如果有不妥當?shù)牡胤?，望您指正，如果覺得還行支持一下，給我一些鼓動！歡迎大家轉(zhuǎn)載。

變頻器工作原理

變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(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算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。這是變頻器修理中*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；在變頻器修理中，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行調(diào)速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，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，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉(zhuǎn)矩補償，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的實際轉(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，就可以使電動機具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉(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的概念，在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復雜的變換計算，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，由其是剛進這行的人更是不明了，當然在接觸變頻器維修與維護時肯定要熟悉。

所謂模似電子電路實際是相對數(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電或高壓電范疇。

數(shù)電：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，可進行復雜的數(shù)**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、運放與比較器區(qū)別

運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，它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。

1、    運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，SLEW RATE比同級運放大，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，因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。

3、    頻響是一方面，另處運放當比較器時輸出不穩(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，而運放有飽和壓降，使用不便。

關(guān)于運算放大器與專用比較器的區(qū)別可分為以下幾點：

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

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

3、    運放輸入初級一般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數(shù)比較器輸出極為集電級開路結(jié)構(gòu)，所以需要上拉電阻，單極性輸出，容易和數(shù)字電路連接。

三、肖特基二極管和快恢復二極管又什么區(qū)別

快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管（5us以下），工藝上多采用摻金措施，結(jié)構(gòu)上有采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進的PIN結(jié)構(gòu)。其正向壓降高于普通二極管（1-2V），反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在100納秒以下。 

肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管，簡稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4－－0.5V）、反向恢復時間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場合。 

這兩種管子通常用于開關(guān)電源。

肖特基二極管和快恢復二極管區(qū)別：前者的恢復時間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復時間大約為幾納秒~！

前者的優(yōu)點還有低功耗，大電流，超高速~！電氣特性當然都是二極管阿~！

快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.

肖特基二極管： 反向耐壓值較低40V-50V，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數(shù)載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。

快恢復二極管：有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復時間，在導通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形。快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.

四、變頻器用——電解電容在電路中的作用

1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001－－0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾．

2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

二、電解電容的判斷方法

電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量．具體方法為：將電容兩管腳短路進行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬用表，用數(shù)字式萬用表測量時表筆互調(diào))，正常時表

針應(yīng)先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容量越?。绫磲樦冈谥虚g某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路．因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時比較準確，而當電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象．

三、電解電容的使用注意事項

1、電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端，負極接地，輸出負電壓時則負極接輸出端，正極接地．當電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發(fā)熱．當反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞．

2．加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設(shè)計實際電路時應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量，在設(shè)計穩(wěn)壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達22V，此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求．但是，假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，*好選擇耐壓30V以上的電解電容。 

3，電解電容在電路中不應(yīng)靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸．

4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯(lián)的方法，當作一個無極性的電容。

五、色環(huán)電阻估算

為了使廣大的初學者能夠迅速地算出色環(huán)電阻的阻值，筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)出速算色環(huán)電阻的“順口溜”獻給廣大的初學者。 

   現(xiàn)在常用的色環(huán)電阻多為四環(huán)電阻，也有少數(shù)是五環(huán)電阻，而且五環(huán)電阻屬于精密電阻，誤差很小。兩種 色環(huán)電阻的表示方法見圖1，舉例說明見圖2，其包環(huán)含義見附表。 

   以下是以四環(huán)電阻為例的速算“順口溜”，但也同樣適用于五環(huán)電阻值的計算。 

色環(huán)電阻是四環(huán)，橙為十千黃百千， 

一環(huán)二環(huán)數(shù)相連，綠色環(huán)為兆歐級， 

棕1紅2橙是3，藍紫灰白依次排。 

黃4綠5藍為6，阻值誤差百分算， 

紫7灰8白是9，差多差少看四環(huán)。 

黑是O來不用算，紫點1來藍點2， 

阻值范圍三環(huán)定，綠點5來記心間。 

幾點幾歐金銀環(huán)，棕l紅2金是5， 

黑十棕百紅為千，無色20銀減半。 

   “順口溜”中“一環(huán)二環(huán)數(shù)相連”表示兩個數(shù)為連寫，如一環(huán)為棕色，二環(huán)為紅色，即寫為12。“黑是O來不用算”表示數(shù)值色環(huán)如果     

為黑環(huán)可直接寫成O，如綠、黑環(huán)直接寫為50。“阻值范圍三環(huán)定，幾點幾歐金銀環(huán)”指的是該電阻的阻值大小由三環(huán)決定，并且第三環(huán)是金、銀環(huán)的，說明該電阻的阻值范圍在幾點幾歐內(nèi)，如綠、棕、金環(huán)為5．1Q，而綠、棕、銀則為O．51Ω?！昂谑匕偌t為千”是指電阻第三環(huán)為黑環(huán)時，該電阻的阻值在幾十歐以內(nèi)，棕色環(huán)時其阻值在幾百歐以內(nèi)，紅色環(huán)時阻值在幾千歐以內(nèi)。如橙、橙、黑為33Ω；橙、橙、棕為330Ω,；而橙、橙、紅則為3300Ω，以此類推?！白柚嫡`差百分算，差多差少看四環(huán)”是指色環(huán)電阻的誤差是用百分數(shù)來計算的，其誤差多少要看第四環(huán)的顏色來確定。如顏色為金色，則該電阻的誤差是±5％，無色環(huán)為±20％，銀色環(huán)的則為±10％。上述三種誤差適用于四環(huán)電阻，而五環(huán)電阻的誤差是看第五道環(huán)，其中紫環(huán)的誤差為±o．1％，藍環(huán)誤差為±0．2％。綠環(huán)誤差為±O．5％，棕環(huán)誤差為±1％，紅環(huán)誤差為±2％。

六、變頻器用——壓敏電阻基礎(chǔ)知識

1、什么是“壓敏電阻”

“壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是"在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變"，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應(yīng)的英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”。

壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素（Zn）和六價元素氧（O）所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。 

在中國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來命名的，稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。

2、變頻器維修入門--壓敏電阻電路的“**閥”作用

壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的*大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時，流過它的電流極小，相當于一只關(guān)死的閥門，當電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。

3、變頻器維修入門--應(yīng)用類型

不同的使用場合，應(yīng)用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)力并不相同，

因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區(qū)分這種差異，對于正確使用是十分重要的。

4、變頻器維修入門--電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護，但是它的類似于半導體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：

（1）直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達到的。

（2）電壓波動檢測元件。 

（3）直流電瓶移位元件。

（4）均壓元件。

（5）熒光啟動元件

5、變頻器維修入門--保護用壓敏電阻的基本性能

（1）保護特性，當沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。

（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率。

（3）壽命特性有兩項，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間（小時數(shù)）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。

（4）壓敏電阻介入系統(tǒng)后，除了起到"**閥"的保護作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應(yīng)"，它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬PF），二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。

七、變頻器維修入門--發(fā)光二極管的好壞測試

 測試發(fā)光二極管的好壞，可以按照測試普通硅二極管正反向電阻的方法測試。指鐘式萬用表撥在R*100或R*1K檔，用黑表筆接發(fā)光二極管正極，紅表筆接負極，測得正向電阻應(yīng)在20=40K；用黑表筆接發(fā)光二極管負極，紅表筆接正極，測得反向電阻應(yīng)大于500K以上。用數(shù)字式萬用表撥在二極管檔，黑表筆接發(fā)光二極管正極，紅表筆接負極，阻值為無窮大。黑表筆接發(fā)光二極管負極，紅表筆接正極，發(fā)光二極管會有微亮，表示正常。測式方法如圖

變頻器維修入門--電路分析圖

對于變頻器修理，僅了解以上基本電路還遠遠不夠的，還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。圖2.1是它的結(jié)構(gòu)圖。 

1）驅(qū)動電路

驅(qū)動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號，經(jīng)光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅(qū)動信號。

對驅(qū)動電路的各種要求，因換流器件的不同而異。同時，一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的專用驅(qū)動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用專用驅(qū)動模塊。但是，大部分的變頻器采用驅(qū)動電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅(qū)動電路。圖2.2是較常見的驅(qū)動電路（驅(qū)動電路電源見圖2.3）。

驅(qū)動電路由隔離放大電路、驅(qū)動放大電路和驅(qū)動電路電源組成。三個上橋臂驅(qū)動電路是三個獨立驅(qū)動電源電路，三個下橋臂驅(qū)動電路是一個公共的驅(qū)動電源電路。

2）保護電路

當變頻器出現(xiàn)異常時，為了使變頻器因異常造成的損失減少到*小，甚至減少到零。每個品牌的變頻器都很重視保護功能，都設(shè)法增加保護功能，提高保護功能的有效性。

在變頻器保護功能的領(lǐng)域，廠商可謂使盡解數(shù)，作好文章。這樣，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規(guī)的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅(qū)動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等，內(nèi)部都具有保護功能。

圖2.4所示的電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

 3）開關(guān)電源電路

開關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動電路及風機等電路提供低壓電源。圖2.5富士G11型開關(guān)電源電路組成的結(jié)構(gòu)圖。

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端，開關(guān)調(diào)整管串接脈沖變壓器另一個初級端后，再接到直流高壓N端。開關(guān)管周期性地導通、截止，使初級直流電壓換成矩形波。由脈沖變壓器耦合到次級，再經(jīng)整流濾波后，獲得相應(yīng)的直流輸出電壓。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調(diào)寬電路，以改變脈沖寬度的方式，使輸出電壓穩(wěn)定。

4）主控板上通信電路

當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機、人機界面等進行控制時，必須通過通信接口相互傳遞信號。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路。

頻器通信時，通常采用兩線制的RS485接口。西門子變頻器也是一樣。兩線分別用于傳遞和接收信號。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經(jīng)過緩沖器A1701、75176B等集成電路，以保證良好的通信效果。

所以，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路，還有信號的抗干擾電路。

5）外部控制電路

變頻器外部控制電路主要是指頻率設(shè)定電壓輸入，頻率設(shè)定電流輸入、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動及停止運行控制，多檔轉(zhuǎn)速控制。頻率設(shè)定電壓（電流）輸入信號通過變頻器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路進入CPU。其他一些控制通過變頻器內(nèi)輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中。

在下面文章中,上傳了有關(guān)變頻器的維修知識供大家分享!

根據(jù)大家對我的提議以及對我的支持，現(xiàn)在將一些變頻器*基本，基礎(chǔ)的知識貢獻給大家。

變頻器開關(guān)電源電路

變頻器開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。開關(guān)電源電路如下圖，是由UC3844組成的開關(guān)電路：

開關(guān)電源主要有以下特點:

1,體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的20~30%

2，功耗小，效率高：功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以晶體管的上功耗小，轉(zhuǎn)化效率高，一般為60~70%，而線性電源只有30~40%

二極管限幅電路限幅器是一個具有非線性電壓傳輸特性的運放電路。其特點是：當輸入信號電壓在某一范圍時，電路處于線性放大狀態(tài)，具有恒定的放大倍數(shù)，而超出此范圍，進入非線性區(qū)，放大倍數(shù)接近于零或很低。在變頻器電路設(shè)計中要求也是很高的，要做一個好的變頻器維修技術(shù)員，了解它也相當重要。

1、 二極管并聯(lián)限幅器電路圖如下所示：

2、二極管串聯(lián)限幅電路如下圖所示：

變頻器控制電路組成

如圖1所示，控制電路由以下電路組成：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。

在圖 1點劃線內(nèi)，無速度檢測電路為開環(huán)控制。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動機的速度進行控制更**的閉環(huán)控制。

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

為驅(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(guān)斷。

4)I/0輸入輸出電路

為了變頻器更好人機交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運行、多段速度運行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流、頻率、保護動作驅(qū)動等)信號。

5)速度檢測電路

以裝在異步電動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)。

6)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、電流值。

逆變器控制電路中的保護電路，可分為逆變器保護和異步電動機保護兩種，保護功能如下

變頻器驅(qū)動電路的HCPL-316J特性

HCPL-316J是由Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門極驅(qū)動光耦合器，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動電路的可靠工作提供了保障。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離，故障狀態(tài)反饋；開關(guān)時間*大500ns；“軟”IGBT關(guān)斷；欠飽和檢測及欠壓鎖定保護；過流保護功能；寬工作電壓范圍(15～30V)；用戶可配置自動復位、自動關(guān)閉。 DSP與該耦合器結(jié)合實現(xiàn)IGBT的驅(qū)動，使得IGBT VCE欠飽和檢測結(jié)構(gòu)緊湊，低成本且易于實現(xiàn)，同時滿足了寬范圍的**與調(diào)節(jié)需要。

HCPL-316J保護功能的實現(xiàn)

HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護功能，使驅(qū)動電路設(shè)計起來更加方便，**可靠。其中下面詳述欠壓鎖定保護(UVLO) 和過流保護兩種保護功能的工作原理：

(1)IGBT欠壓鎖定保護(UVLO)功能

在剛剛上電的過程中，芯片供電電壓由0V逐漸上升到*大值。如果此時芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低，那么它會工作在線性放大區(qū)。HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護的功能(UVLO)可以解決此問題。當VCC與VE之間的電壓值小于12V時，輸出低電平，以防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進而燒毀。示意圖詳見圖1中含UVLO部分。

圖1 HCPL-316J內(nèi)部原理圖

(2)IGBT過流保護功能

HCPL-316J具有對IGBT的過流保護功能，它通過檢測IGBT的導通壓降來實施保護動作。同樣從圖上可以看出，在其內(nèi)部有固定的7V電平，在檢測電路工作時，它將檢測到的IGBT C～E極兩端的壓降與內(nèi)置的7V電平比較，當超過7V時，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT，同時，一個錯誤檢測信號通過片內(nèi)光耦反饋給輸入側(cè)，以便于采取相應(yīng)的解決措施。在IGBT關(guān)斷時，其C～E極兩端的電壓必定是超過7V的，但此時，過流檢測電路失效，HCPL-316J芯片不會報故障信號。實際上，由于二極管的管壓降，在IGBT的C～E 極間電壓不到7V時芯片就采取保護動作。

整個電路板的作用相當于一個光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時在芯片的輸出端接了由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅(qū)動要求。

當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時，推挽電路上管(T1)導通，下管(T2)截止， 三端穩(wěn)壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極(VG1)上，IGBT VCE為15V，IGBT導通。當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時，上管(T1)截止，下管(T1)導通，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷。以上就是IGBT的開通關(guān)斷過程。