維修前準備

所需工具

安全注意事項

• 維修前必須斷開變頻器輸入電源，并等待直流母線電容完全放電（通常5-10分鐘）
• 佩戴防靜電手環(huán)，避免靜電損壞電路板
• 測量前用萬用表確認直流母線電壓已降至安全范圍
• 更換模塊前務必確認驅動電路正常，否則新模塊上電后容易再次損壞

第一步：外觀檢查

在斷電情況下，首先拆開變頻器外殼，仔細檢查主電路是否有明顯的損壞跡象。

重點觀察：

• 電路板是否有燒蝕、鼓包、變色
• 電容是否有漏液、鼓包
• 接線端子是否松動、燒焦

第二步：測量整流電路二極管

使用數(shù)字萬用表，將其置于二極管擋位。將紅表筆與直流母線負極相連，黑表筆分別觸及R、S、T三個端子，進行三次測量。然后再將 黑表筆接直流母線的正極，紅表筆分別接R、S、T三個端子，進行三次測量。

判斷標準：

• 正常：應顯示一定的正向壓降（約0.3-0.7V）
• 異常：測量結果為無窮大，說明整流電路二極管損壞

第三步：測量逆變電路二極管

紅表筆與直流母線的負極相連，隨后用黑表筆依次觸及U、V、W三個端子，進行三次測量。 然后再將黑表筆接直流母線的正極，紅表筆分別接U、V、W三個端子，進行三次測量。

判斷標準：

• 正常：應顯示一定的正向壓降
• 異常：測量結果為無窮大，說明逆變電路二極管損壞

第四步：拆開電路板檢測逆變電路

如果發(fā)現(xiàn)整流、逆變二極管測量異常后，需要進一步拆開變頻器電路板，檢查IGBT模塊及周邊電路。

操作時注意：

• 記錄各插頭、排線位置，拍照留存
• 避免暴力拆卸，防止損壞周邊元器件
• 拆下的螺絲分類放置

第五步：檢查IGBT模塊及周邊電路

拆下電源電路板后，檢查IGBT模塊周圍電路板是否有燒黑痕跡。由于IGBT模塊內部集成了整流和逆變電路，如果之前測量二極管時顯示無窮大，說明模塊內部相關二極管已經(jīng)燒壞斷路，可以判定該模塊已損壞。

第六步：確認IGBT模塊底部

進一步將IGBT模塊從電路板上拆下，檢查IGBT模塊底部。如果底部也呈現(xiàn)明顯的燒黑痕跡，說明模塊曾經(jīng)經(jīng)歷過嚴重過流或短路，基本確認需要更換。

第七步：測量驅動電路

更換新的IGBT模塊前，務必先對驅動電路等元器件進行測量，確保其狀態(tài)正常。若直接替換而未檢查，上電后IGBT模塊很可能再次受損。

測量方法：

• 給電源電路板通電后，測量IGBT引腳處各驅動電路G、E間電壓
• 正常狀態(tài)：應為負幾伏電壓（例如-7.5V）
• 各路驅動電壓應保持一致
• 若發(fā)現(xiàn)電壓異常，說明該路驅動電路存在問題

第八步：修復驅動電路

若發(fā)現(xiàn)驅動電路異常，應重點檢查驅動芯片及電阻器，定位并替換受損部件。

修復后，用示波器檢測各驅動信號波形是否規(guī)范：

• 波形應整齊、無毛刺、無畸變
• 各路波形幅值、頻率一致
• 若波形異常，繼續(xù)排查驅動芯片、光耦、電阻、電容等

第九步：準備新IGBT模塊

在確保驅動電路的驅動電壓和波形均正常后，方可更換IGBT模塊。

準備工作：

• 準備與原型號相同或兼容的IGBT模塊
• 在模塊背面均勻涂抹散熱硅脂
• 確認安裝方向正確，引腳對應無誤

第十步：安裝IGBT模塊

將IGBT模塊小心安裝至電路板上，先固定模塊位置，再進行焊接操作，防止因位置不當導致焊接后無法順利安裝。

安裝要點：

• 模塊與散熱板之間貼合緊密
• 螺絲按對角順序逐步擰緊
• 避免散熱硅脂溢出到引腳或電路板上

第十一步：焊接IGBT引腳

在確保IGBT模塊已穩(wěn)固安裝的基礎上，進行引腳焊接。此步驟需格外小心，確保焊點均勻、飽滿，無虛焊、短路。

焊接要求：

• 焊點光亮、飽滿
• 引腳之間無連錫
• 焊接時間不宜過長，避免過熱損壞模塊

第十二步：組裝并通電測試

引腳焊接完畢后，裝配變頻器主板，然后進行通電測試。

測試步驟：

1. 先空載通電，確認變頻器能正常開機
2. 檢查是否有異常報警
3. 連接電動機進行空載運行測試
4. 逐步加載，觀察運行電流、電壓、溫度是否正常
5. 確認電動機運轉正常，故障排除

故障判斷快速對照表

常見問題

變頻器IGBT模塊為什么會壞？

常見原因包括：過流、過壓、過熱、驅動電路異常、電網(wǎng)電壓波動、負載短路、散熱不良、參數(shù)設置不當?shù)取?/p>

IGBT模塊損壞可以直接更換嗎？

不能直接換。必須先檢查驅動電路、電源電路、控制板，確認正常后再更換，否則新模塊容易上電即炸。

更換IGBT模塊需要哪些工具？

需要萬用表、示波器、電烙鐵、熱風槍、散熱硅脂、防靜電手環(huán)、螺絲刀等。

IGBT模塊怎么判斷好壞？

用萬用表二極管擋測量C-E、G-E、C-G之間阻值，正常應為無窮大或特定范圍。具體判斷方法需參考模塊型號手冊。

驅動電路電壓異常怎么辦？

重點檢查驅動芯片、光耦、電阻、電容。必要時更換損壞元件，再用示波器確認波形正常。

變頻器維修后還需要做哪些測試？

需要空載通電測試、電機空載運行、帶載運行、溫升測試、長時間運行觀察，確認無異常報警。

所有變頻器IGBT模塊維修流程都一樣嗎？

基本原理相同，但不同品牌、不同型號的模塊布局、引腳定義、驅動方式可能有差異，需參考具體維修手冊。

變頻器的主電路由輸入整流模塊、輸出逆變模塊和儲能電容搭成主框架。小功率變頻器還內置直流制動開關管和制動電阻器，受CPU信號控制，在因負載電動機反發(fā)電造成電能饋回直流回路，致使直流回路電壓異常上升，危及逆變模塊和儲能電容的安全時，制動開關管導通，將制動電阻并入直流回路。本電路中光耦合器PC1驅動制動開關管VF1的回路，不能形成激勵電壓的通路，制動電路形同虛設。即使為成品機型，也可能有電路上的失誤之處。維修中需注意！

本變頻器逆變模塊的型號為STK621-051A，為智能功率模塊（IPM）。模塊內含IGBT的驅動電路、欠電壓（驅動電壓跌落時電路動作）和IGBT過電流、短路保護電路，以及模塊溫度檢測電路、故障信號輸出電路。FO為故障信號輸出端子，經(jīng)CN1的5腳連接到CPU的77腳。模塊內部故障檢測電路往往有自鎖功能，在輸出過電流、短路或驅動電源欠電壓、模塊過熱等故障發(fā)生時，也對IGBT實施了關斷措施。模塊輸出的IS電流檢測信號，先由IC2（C4570C）運算放大器處理后，經(jīng)CN1的4腳送入CPU的59腳，以供運行電流顯示及故障報警之用。因為采用了IPM，使得保護電路大為簡化，電路結構相對簡潔。

6路逆變脈沖信號由CPU經(jīng)CN1的6個端子輸入到模塊內部驅動電路。U、V、W輸出端子上并接的C11、C12、C133只電容器，為驅動電路的自舉電容，當其失容時，會因不能良好地驅動IGBT而頻報OC、SC故障。

變頻器開關電源電路的供電取自直流回路的+、-端，為直流280V左右。開關電源為單管自激振蕩電路，R1、R2為起動電路，提供開關管VT1上電時的起振電壓。R5、C4等元件形成正反饋支路，控制VT1的截止和飽和導通。VD3、VS1又構成一個穩(wěn)壓支路，除加速VT1的截止外，利用VS1的電壓擊穿特性，可使振蕩電路完成工作狀態(tài)的轉換（VS1的擊穿電壓點，即VT1由飽和導通到進入放大區(qū)與截止區(qū)的轉折點），以此來控制電路達到穩(wěn)壓輸出的目的。二次繞組輸出的工作電源還要經(jīng)后級穩(wěn)壓電路處理后，才作為控制電源。控制端子的電源Vc1由VD4、C7整流濾波得到，因采用IPM的原因，逆變電路不再需要外部4路相互獨立的驅動電源，這使得電源電路也大為簡化。Vc1提供變頻器控制端子的操作電源。VD5、C10整流濾波得到的VD電源，專供逆變模塊內部的驅動電路的供電。VD6、VD7整流電路提供控制電路所需的正、負電源。除控制端子的操作電源外，其他電源都是共“地”的，與直流回路的-端同電位。電路板上的各路供電，與“強電”有通路，這一點必須注意！檢修時應用隔離220V交流電源供電，避免電擊！

二 、CPU 主板電路

下圖為CPU主板電路之一—CPU的基本電路，也即滿足CPU基本工作條件所需的電路構成。由+5V供電電路、復位電路、晶振電路、外接存儲器電路、操作顯示面板的數(shù)碼顯示電路和鍵盤電路組成。

下圖為CPU主板電路之二—數(shù)字/模擬信號控制端子電路，是處理變頻器的控制端子輸入、輸出的數(shù)字與模擬信號的。10、11控制端子輸出變頻器的狀態(tài)（運轉或故障）開關量信號。RP1輸入面板頻率指令信號。2端子輸入控制端子輸入的模擬電壓信號—頻率指令信號。輸入信號的切換由IC4（BU4066BCK）雙向模擬開關來控制。

下圖為CPU主板電路之三—數(shù)字控制端子電路。電路處理的都是數(shù)字開關量信號。用戶用外接按鈕、開關等，通過數(shù)字控制端子，控制變頻器的啟停和故障復位等。3～9端子為控制信號輸入端子，控制信號經(jīng)光耦合器輸入到CPU引腳。繼電器K1輸出變頻器的工作狀態(tài)信號，是無源觸點輸出。VT2、PC2、運算放大器IC6等電路，是將CPU76腳輸出的PWM脈沖信號，經(jīng)光電隔離、數(shù)/模轉換、低通濾波成模擬電壓信號，供外接電壓表來顯示運行頻率的。電路傳輸?shù)膶嶋H也為開關量信號。

PC923是8腳封裝的光耦芯片，一般用于上三橋IGBT的驅動。PC929則為16腳封裝，用于驅動下三橋IGBT，因為PC929帶有IGBT保護電路和OC信號輸出電路，下三橋IGBT發(fā)射極Vce共用直流母線的負極，更方便于檢測IGBT導通管壓降，從而實現(xiàn)過流保護和輸出報警信號的任務。

一、運行原理

PC923的相關參數(shù)：輸入IF電流5∽20mA，電源電壓15∽35V，輸出峰值電流±0.4A，隔離電壓5000V，開通/關斷時間0.5μs?？芍苯域寗?0A/1200V以下的IGBT模塊。PC923的電路結構同TLP250等相近，但輸出引腳不一樣。5、8腳之間可接入限流電阻，限制輸出電流以保護內部V1、V2三極管。常規(guī)應用，是將5、8腳短接，接入供電電源的正極。如果將輸出側引線改動一下，也可以與TLP520、3120等互為代換。

PC929的相關參數(shù)與PC923相接近，在電路結構上要復雜的多。1、2腳為內部發(fā)光二極管陰極，3腳為發(fā)光管陽極，1、3腳構成了信號輸入端。4、5、6、7腳為空端子。輸入信號經(jīng)內部光電耦合器、放大器隔離處理后經(jīng)接口電路輸入到推挽式輸出電路。10、14腳為輸出側供電負極，13腳為輸出側供電正端，12腳為輸出級供電端，一般應用中將13、12腳短接。11腳為驅動信號輸出端，經(jīng)柵極電阻接IGBT或后置功率放大電路。PC929的9腳為IGBT管壓降信號檢測腳，9、10腳經(jīng)外電路并聯(lián)于IGBT的C、E極上。IGBT在額定電流下的正常管壓降僅為3V左右。異常管壓降的產生表明了IGBT運行在過流狀態(tài)下。PC929的8腳為IGBT管子的OC（過載、過流、短路）信號輸出腳，由外接光耦合器將故障信號返回給CPU。

PC929內部IGBT保護電路的動作過程：在正常狀態(tài)下， 2、3腳輸入脈沖信號電流，11腳相繼產生+16V和-10V的輸出驅動電壓信號。此時PC929的8（FS）腳一直為高電平狀態(tài)；當所驅動的IGBT管子流過異常電流時，IGBT的導通管壓降迅速上升，使9腳電壓達到故障報警閥值（7V），PC929內部的IGBT保護電路工作，11腳輸出的正向激勵電壓降低，使IGBT的導通電流下降，同時控制8腳內部的三極管Q3導通，輸出一個低電平的OC故障信號，經(jīng)外接光耦送入CPU，CPU據(jù)過流情況實施保護停機。

在單獨維修電源/驅動板的上電檢測中，因PC929的9、10腳與IGBT模塊脫離，一接受運行信號，8腳即報出OC故障信號，11腳輸出脈沖電壓也被內部IGBT保護電路所嵌制，致使無法測出PC929的工作狀態(tài)。需采取相應措施，解除PC929的管壓降檢測功能，強制電路正常工作，達到方便檢測的目的。解除PC929的管壓降檢測功能的具體做法是：將PC929的9腳和10腳短接。這樣即使啟動變頻器來測試輸出波形，也不會報OC故障了。

二、由PC923、929構成的驅動電路

PC923光耦，由CPU主板來的脈沖信號經(jīng)R66加到3腳，在輸入信號低電平期間，PC923形成由+5V，2、3腳內部發(fā)光二極管、信號源電路到地的輸入電流通路，PC923內部輸出電路的V1三極管導通，6腳輸出高電平信號（18V峰值），經(jīng)R65為驅動后置放大電路的Q10提供正向偏流，Q10的導通將正供電電壓經(jīng)柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT開通；在輸入信號的高電平期間，PC923的3腳也為+5V高電平，因而無輸入電流通路，PC923內部輸出電路的V2三極管導通，6腳轉為負壓輸出（10V峰值），也經(jīng)R65為驅動后置放大電路的Q11提供了正向偏流，Q11的導通將供電的負10V電壓——IGBT的截止電壓經(jīng)柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT關斷。在待機狀態(tài)，PC923的3腳輸入信號一直維持在+5V高電平狀態(tài)，則驅動電路一直輸出-10V的截止電壓，加到CN1觸發(fā)端子上，IGBT一直維持于可靠的截止狀態(tài)上。

PC929驅動IC是兼有對驅動脈沖隔離放大和模塊故障檢測雙重“身份”的。由CPU主板來的脈沖信號從1/2、3腳輸入到PC929內部的光電耦合器，從11腳輸出后，經(jīng)Q13、Q15兩級互補式電壓跟隨器的功率放大后，引入IGBT2的G極。此為驅動脈沖的信號傳輸電路路；?PC929的9腳為模塊故障檢測信號輸入腳。正常工作狀態(tài)下，PC929的11腳輸出正的激勵脈沖電壓，使Q13導通，Q15截止。Q13的導通，將正偏壓加到IGBT2的G極上，IGBT2進入飽合開通狀態(tài)。忽略IGBT導通管壓降的話，IGBT2的導通即將U輸出端與負直流供電端N短接起來，提供輸出交流電壓的負半波通路，在導通期間，只要變頻器是在額定電流以內運行，IGBT2的正常管壓降應在3V以下。

管壓降檢測電路中的D24二極管和C48組成消噪電路，以避免負噪聲干擾引起誤碼保護動作。

R91將驅動脈沖引入到IGBT管子的G極，表面看來，這是一只限流電阻，限制流入IGBT管子的驅動（充電）電流，因管子的開通速度越快越好，開通時間越短越好，電阻的阻值就不能太大，以避免與IGBT管子的輸入結電容形成一個較大時間常數(shù)的延時電路，這是不希望出現(xiàn)的。但過激勵也會導致IGBT的損壞。此電阻多為Ω級功率電阻，隨變頻器功率的增加其阻值而減小。此電阻還有一個“真名”，叫柵極補償電阻，因為IGBT管子的觸發(fā)引線有一定長度，觸發(fā)脈沖又是數(shù)千赫茲的高頻信號，所以有一定的引線電感存在，而引線電感會引起觸發(fā)脈沖的畸變，產生?“電壓過沖”現(xiàn)象，嚴重時會造成IGBT管子的誤開通而造成損壞。接入R82可對引線電感有所補償，盡量使引線呈現(xiàn)電阻特性而不是電感特性，有效緩解引線電感造成的電壓過沖現(xiàn)象。

R92并接于IGBT管子的G、E極間，第一個好處就是，將IGBT管子輸入端的高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。我們新購得的IGBT逆變模塊，出廠前是用短路線將G、E極短接的，這樣萬一有異常電壓（如靜電）加到G、E極時，短路線將很快將此一異常電壓吸收，而避免了IGBT管子因輸入端子遭受沖擊而損壞。電路中并聯(lián)R92也有同樣的用處，在一定程度上將輸入的“差分電壓”變?yōu)榱恕肮材ｋ妷骸?，消解了異常輸入電壓的沖擊作用；R92對瞬態(tài)干擾有一定的作用，又可稱之為“消噪電阻”；R92并接于IGBT管子的G、E極間，與IGBT的G、E結電容相并聯(lián)，此電阻又被稱為“旁路電阻”，將瞬態(tài)干擾造成的對G、E結電容的充電電流“旁路掉”，以避免其誤開通。R92又形成了IGBT管子輸入結電容的電荷泄放通路，能提高電荷的泄放速度，對于只采用單電壓供電（無負供電電壓）的驅動電路，此電阻的作用尤其重要。

三、PC923、929構成的驅動電路的檢測方法

1、靜態(tài)檢測：

電路處于靜止狀態(tài)時，相對于+5V供電的地端，PC923的2、3腳電壓都為5V，直接測量2、3腳之間電壓差為0V；以驅動電源的OV為O電位參考點，CN1觸發(fā)引線端子的1線應為-10V。PC923、PC929的脈沖輸出腳和后置放大器的中點電壓都為-10V。??檢測CN1端子的1線為OV，故障原因為：

• 驅動電源穩(wěn)壓二極管擊穿短路；
• 柵極電阻R91開路。?

檢測CN1端子的1線為+18V左右，故障原因為：

• PC923的后置放大電路中的Q10短路；
• PC923內部輸出電路中的V1短路；
• 檢查PC923的2、3腳如有電壓輸入，如1、2V，故障原因為前級信號電路故障，使PC923形成了輸入電流的通路。

2、動態(tài)檢測：

電路靜態(tài)時測得CN1端子1線上有正常的-10V截止電壓，及測量各靜態(tài)工作點基本正常（其實各檢測點都表現(xiàn)為供電電壓），要進一步檢查動態(tài)——對脈沖信號的傳輸能力，驗證電路確無故障或使隱蔽故障暴露出來。

但要注意的是，因為在檢修中電源/驅動板與主電路已經(jīng)脫開，CN1、CN2觸發(fā)端子是空置的，并未接入IGBT，而且在未查明驅動電路是否工作正常之前，也是絕不允許在IGBT接入530V直流供電的情況下，連接驅動電路并檢查驅動電路的故障的。因為IGBT的脫開，驅動電路輸出的脈沖無論正常與否，只要按一下操作面板的起動（FWD）或運行（RUN）按鍵，操作顯示面板即跳出OC故障。原因在于驅動芯片PC929在脈沖信號傳輸期間，PC929的9腳內部電路與外部元件構成的IGBT管壓降檢測電路，因IGBT的未接入（相當于開路），而檢測到極大的管壓降信號，而向CPU報出OC信號，CPU采取了停機保護措施。必須采取相應手段，屏蔽掉驅動電路對IGBT管壓降檢測功能，令CPU正常發(fā)送六路脈沖，以利驅動電路的進一步檢修。

上圖為ABB ACS880 變頻器原理圖，由圖可知，當變頻器上電時，先通過充電二極管，充電電阻給變頻器預充電，變頻器直流母線帶電后，通過直流電容、均壓電阻穩(wěn)壓后給電源板供電，電源板將母線電壓降壓處理后再給整流觸發(fā)板等其他電路板供電，變頻器的整流觸發(fā)板通過控制三個整流橋的通斷，將二極管及充電電阻短路，變頻器完成預充電。

通過變頻器的上電原理，我們可以確立處理上電無顯示這類故障的基本步驟，就是先測量變頻器的直流母線電壓。

一、如果直流母線電壓正常，說明變頻器整流部分正常，那么我們判斷是顯示部分出了問題。我們來分析一下影響變頻器顯示的部件有哪些。

變頻器直流母線有電后，從直流母線到變頻器面板的供電路徑如下：直流母線—均壓電阻—電源板—INT板—ZCU板—控制面板。因此，當直流母線有電情況下，變頻器上電無顯示的故障原因就有以下幾種情況：

1. 均壓電阻損壞，通過均壓電阻處理后的電壓太低，達不到電源板正常工作的電壓，從而導致上電無顯示；
2. 電源板損壞，不能給INT、ZCU板供電，從而導致上電無顯示；
3. INT板損壞，不能給ZCU板供電，從而導致上電無顯示；
4. ZCU板損壞，導致上電無顯示；
5. 冷卻風扇損壞，風扇線圈電阻大增，將INT板電壓拉低，從而導致INT板無法正常給ZCU等供電，導致上電無顯示。

二、當用萬用表測量變頻器直流母線電壓為0時。通過變頻器上電原理，我們可以判斷，當變頻器上電無顯示，直流回路電壓又為0時，就可以判斷充電二極管或充電電阻損壞了。

1. 更換充電電阻或充電二極管后，上電帶負載，觀察變頻器是否正常運行
2. 若更換充電電阻或充電二極管后，上電帶負載運行時，又瞬間無顯示，則說明變頻器整流橋或整流觸發(fā)板損壞，此情況下，是由于變頻器上電后整流橋不工作，導致通過充電電阻電流太大，將電阻燒毀。

主電路中，我們分三部分介紹，分別是：

1. 交流轉直流電路
2. 直流轉交流電路
3. 能耗制動電路

一、交-直變換電路

交-直-交變頻器的交-直變換電路部分由整流電路、濾波電路、限流電路和電源指示電路組成。

交-直變換電路就是整流和濾波電路，其任務是把電源的三相(或單相)交流電變換成平穩(wěn)的直流電。

1、全波整流電路

在SPWM變頻器中大多采用橋式全波整流電路，在中、小容量的變頻器中整流器件采用不可控的整流二極管或二極管模塊，如下圖所示變頻器交-直變換電路中的VD1~ VD6。當三相線電壓為380V時，整流后的電壓為510V左右。

2、濾波電路

在上圖中，濾波電路是指CF1和CF2。由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個電容器并聯(lián)成一組，又由兩個電容器組CF1和CF2串聯(lián)而成。為了保證電容器組的電壓相等，在CF1和CF2旁各并聯(lián)一個阻值相等的均壓電阻RC1和RC2。

3、限流電路

1）在上圖中，限流電路是指串接在整流橋和濾波電容器之間，由限流電阻RL和短路開關SL組成的并聯(lián)電路。

2）限流電阻RL的作用是：變頻器在接入電源之前，濾波電容器CF(由CF1和CF2串聯(lián)而成)上的直流電壓UD=0。因此,變頻器剛接入電源的瞬間,將有一個很大的沖擊電流經(jīng)整流流向濾波電容，可能損壞整流橋。如果電容器的容量很大，還會使電源電壓瞬間下降而形成對電網(wǎng)的干擾。限流電阻RL是為了削弱該沖擊電流而串接在整流橋和濾波電容間的。

3）短路開關SL的作用是：如果限流電阻RL長期接在電路內，會影響直流電壓UD和變頻器輸出電壓的大小。所以，當UD增大到一定程度時，令短路開關SL接通，把RL切出電路。SL大多由晶閘管構成，在容量較小的變頻器中常由繼電器的觸點構成。

4、電源指示電路

電源指示燈HL除了表示電源是否接通外，還有一個十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。

由于CF的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進行，所以CF沒有快速放電的回路，其放電時間往往長達數(shù)分鐘。又由于CF上的電壓較高，如果不放完電，對人身安全將構成威脅，故在維修變頻器時，必須等HL完全熄滅后才能接觸變頻器內部的導電部分。所以，HL也具有提示保護的作用。

二、直-交變換電路

1、三相逆變橋電路

逆變橋電路的功能是把直流電轉換成三相交流電。逆變橋電路由下圖中的開關器件 V1~V6 構成。目前中、小容量的變頻器中，開關器件大部分使用IGBT 管。

2、續(xù)流電路

續(xù)流電路由上圖中的VD7~VD12構成。其功能如下：

1）為電動機繞組的無功電流返回直流電路提供通路。

2)當頻率下降從而同步轉速下降時，為電動機的再生電能反饋至直流電路提供通路。

3）為電路的寄生電感在逆變過程中釋放能量提供通路。

3、緩沖電路

逆變管在關斷和導通的瞬間，其電壓和電流的變化率是很大的，有可能使逆變管受到損害。因此，每個逆變管旁還應接入緩沖電路，以減緩電壓和電流的變化率。緩沖電路的結構因逆變管的特性和容量等的不同而有較大差異，下圖所示的是比較典型的一種緩沖電路(由R01~R06、C01~C06、VD01~VD06構成)。

各元件功能如下:

1）電容C01~C06

逆變管 V1~V6每次由導通狀態(tài)轉換成截止狀態(tài)的過程中，集電極和發(fā)射極之間的電壓UCE將極為迅速地由近乎0V上升至UD。在此過程中，電壓增長率是很高的，很容易導致逆變管損壞。C01~C06的功能便是減小V1~V6在關斷時的電壓增長率。

2）電阻R01~R06

V1~V6每次由截止狀態(tài)轉換為導通狀態(tài)時，C01~C06上所充的電壓(等于UD)將向V1~V6 放電。放電電流的初始值是很大的，并且將迭加到負載電流上，導致V1~V6 損壞。電阻R01~R06就是用來限制C01~C06對V1~V6的放電電流的。

3）二極管VD01~VD06

限流電阻R01~R06的接入，又會影響C01~C06在V1~V6關斷時限制電壓增長率的效果，VD01~VD06接入后，在V1~V6的關斷過程中，使R01~R06不起作用。

三、能耗制動電路

1、能耗制動電路的作用

在變頻調速系統(tǒng)中，電動機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的。在頻率剛減小的瞬間，電動機的同步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電動機的轉速未變。當同步轉速低于轉子轉速時，轉子繞組切割磁力線的方向相反了，轉子電流的相位幾乎改變了180°,使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，也稱為再生制動狀態(tài)。

電動機再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管(上圖中的VD7~VD12)全波整流后反饋到直流電路中。由于直流電路的電能無法回輸給電網(wǎng)，只能由CF1和CF2吸收，使直流電壓升高為“泵升電壓”。過高的直流電壓將使變流器件受到損害。因此，當直流電壓超過一定值時，就要求提供一條放電回路，將再生的電能消耗掉，這一條放電回路就是能耗制動電路。

2、能耗制動電路的構成

能耗制動電路由制動電阻RB和制動單元BV構成，如下圖所示。

制動電阻RB用于消耗掉直流電路中的多余電能，使直流電壓保持平穩(wěn)。制動單元BV的功能是控制放電回路的工作，具體地說，當直流回路的電壓UD超過規(guī)定的限值時，VB導通，使直流回路通過RB釋放能量，降低直流電壓；而當UD在正常范圍內時，VB將可靠截止，以避免不必要的能量損失。

從控制方式上看，有本地控制盤控制，控制盤控制就是在變頻器上直接用操作面板控制或者是PC工具軟件控制。控制盤控制是在控制面板上給定，在控制面板上啟動/停止。PC工具是專用的一些軟件，通過傳輸電纜也可以控制變頻器。這些控制也叫作本地控制。

除了本地控制，還有外部控制。外部控制在變頻器之外，由外部發(fā)送控制邏輯控制變頻器。變頻器可以通過控制面板的本地/遠程切換鍵切換本地控制和外部控制。

外部控制也包括很多種類：

1.外部I/O端子控制，外部I/O端子控制包括模擬量輸入端子、數(shù)字量輸入端子、模擬量輸出端子、繼電器輸出端子等

2.現(xiàn)場總線適配器控制。現(xiàn)場總線適配器控制就是通過PIC或者是電腦，通過不同的通訊協(xié)議卡，連接成控制鏈路，具有接線簡單的特點。

3.DDCS通訊模塊控制，DDCS控制也是通過電腦控制變頻器。

4.外部控制也可以通過控制面板完成對變頻器的控制

5.主從鏈路控制，主從控制就是一個主機，多個從機的控制。一般主機是轉速控制，從機可以是轉速控制，也可以是轉矩控制。一個主機最多可以帶10個從機。

參見下面示意圖：

從對電機的控制來看，有對電機的轉速控制、對電機的頻率控制以及對電機的轉矩控制。

電機的轉速控制，就是要保證在一定負載范圍內，電機的轉速是恒定不變的。當負載輕時，變頻器會減小輸出給電機的轉矩，當負載重時，變頻器增加給電機的轉矩，來保證電機的速度不變。所以，變頻器速度控制就是轉矩變化，速度不變的控制。轉速控制可以在標量模式下使用，也可以在DTC模式下使用。

電機的頻率控制，就是要保證在一定負載范圍內，電機的頻率是恒定不變的。當負載輕時，變頻器會減小輸出給電機的轉矩，當負載重時，變頻器增加給電機的轉矩，來保證電機的頻率不變。所以，變頻器頻率控制就是轉矩變化，頻率不變的控制。這種控制只能在標量模式下使用

電機的轉矩控制，轉矩控制是在一定負載范圍內，電機的轉矩是恒定的，當負載輕時，電機的轉速變快。當負載重時，電機的轉速變慢。所以，電機轉矩控制就是轉矩不變，轉速變化的控制。轉矩控制只能在DTC模式下使用。

從ABB變頻器控制精度上看，變頻器控制分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制就是無外圍編碼器的控制。閉環(huán)控制是帶有外圍編碼器的控制。開環(huán)控制與閉環(huán)控制主要區(qū)別是控制的精度，閉環(huán)控制要比開環(huán)控制的精度高。對于一些控制精度高的場合，要加編碼器控制。

另外，電動機產生振動，也容易使冷卻器水管振裂，焊接點振開，同時會造成負載機械的損傷，降低工件精度，導致所有遭到振動的機械部分的疲勞，使地腳螺絲松動或斷掉，并使電動機產生很大噪音。

電機產生振動的原因很多，主要有三種情況：電磁方面原因；機械方面原因；機電混合方面原因。本文主要介紹一下與變頻器相關的原因及處理方法。

一、變頻器輸出不平衡變頻器三相電壓輸出不平衡，導致電機三相電流不平衡，從而導致電機振動。這種情況有可能是變頻器IGBT、或控制IGBT觸發(fā)的回路出現(xiàn)問題，將故障元件更換就可解決問題。

二、電機發(fā)生共振這種情況，可以在變頻器中設定跳躍頻率來避免。以ACS510變頻器為例，假如電機的共振頻率為10-14HZ，則將參數(shù)2502危險頻率低限設為10HZ，2503危險頻率高限設為14HZ，如此變頻器將不會運行在10-14HZ區(qū)間，從而避免電機發(fā)生共振。

三、諧波影響在變頻器中，通常使用晶閘管、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等開關元件來控制電源的輸出電壓和頻率。這些開關元件在開關過程中會引入非線性特性，從而導致諧波的產生。當電機受到諧波的作用時，會產生額外的力矩，導致電機的轉子振動。高次諧波的產生與頻率范圍、傳輸路徑、環(huán)摬條件等相關。

我們通?？梢酝ㄟ^加裝輸入、輸出電抗器等濾波裝置來減少諧波的產生。

四、參數(shù)設置問題變頻器的參數(shù)設置不合理會導致電機運行時產生抖動。解決辦法是根據(jù)電機的特性和工作要求，合理設置變頻器的參數(shù)，如加速時間、減速時間等，如大力矩負載應使用矢量控制或DTC控制等。

變頻器首先要設定一些基本參數(shù)，需要考慮的相關參數(shù)如下。

一、控制方式
即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，可能要根據(jù)控制精度進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。

二、最低運行頻率
即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發(fā)熱。

三、最高運行頻率
一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

四、載波頻率
載波頻率設置的越高控制越平滑，但其高次諧波產生的干擾也越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素密切相關。

五、電機參數(shù)
變頻器在參數(shù)中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。

六、跳頻
在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，導致設備出現(xiàn)問題，因此要設置此參數(shù)跳過共振頻率，防止故障。

變頻器兩臺或多臺同步控制參數(shù)設置方法：

第一步? ? ? 準備變頻器兩臺、導線兩根、電源一個。

第二步 ? ??變頻器接線，將兩個變頻器分別定義為主機和從機，主機485A端口接入從機485A端口中，主機485B端口接入從機485B端口中。

如果有第三臺，可將第三臺的485A和485B一樣接入到主機的485A與485B端口中，如有更多以此類推。

第三步? ? ??變頻器參數(shù)設置。主機參數(shù)只需要修改F05.00為6，為選擇自由協(xié)議通訊。F05.03改為0為主機地址。從機參數(shù)需要修改F01.00為04，為設置通訊給定；F01.15改為2為通訊啟停，F(xiàn)05.00改為06自由協(xié)議通訊，F(xiàn)05.03改為01從機地址。? ? ??

如果有第三臺從機，則參數(shù)與第二臺從機一樣，只是F05.03地址不能與第二臺一樣。

第四步? ? ??啟動主機，隨意調節(jié)頻率，從機頻率將與主機一同變化。

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變頻器整流電路是變頻器主要的組成部分。其工作的質量直接影響著整個變頻器的運行。

一、整流電路的作用：是把交流電壓變成脈動直流電壓，既把交流電壓的負半周部分去掉，只剩下交流電壓的正半周部分，形成具有一個方向但帶波動的電壓，叫脈動直流電壓。

為了便于理解，請參見下面的直流電壓有關波形：

下交流電壓的正半周部分，形成具有一個方向但帶波動的電壓，叫脈動直流電壓。
為了便于理解，請參見下面的直流電壓有關波形：

由于這種電壓是脈動的，不具有穩(wěn)定性，不能夠滿足變頻器逆變電路的需求。所以要想辦法去掉這種脈動成分，就有了濾波電路的需求。

二、濾波電路：濾波電路也是變頻器的主要電路之一，它關系到直流電壓的穩(wěn)定程度。它的主要作用就是把整流出來的脈動直流電壓，通過電容或者電感的濾波功能，去掉脈動部分，使直流電壓更加的平滑穩(wěn)定：

三、變頻器預充電電路：在變頻器中，不得不提到的還有一個預充電電路。雖然電路比較簡單，但是非常重要。這個電路的作用是給濾波電路的電容提供一個充電通路，以限制通過電容的電流，防止損壞變頻器。在預充電電路中，預充電電阻R兩端還有一個輔助觸點KM，這個觸點也很重要，這個觸點必須在預充電完成后，變頻器啟動之前閉合，否則會引起燒毀預充電電阻以及變頻器出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

四、變頻器整流電路的分類：變頻器整流電路的種類可分為好多種：

整流二極管三相整流電路：6脈波整流 參見下圖

半控橋（二極管+晶閘管）三相整流電路：6脈波整流 參見下圖

12脈波三相整流電路： 參見下圖
圖片

IGBT三相整流電路：參見下圖

以上幾種常用的三相整流電路，其輸出的脈動直流電壓是交流電壓的1.35倍，如果是連接電容濾波電路，其輸出的平穩(wěn)直流電壓是交流電壓的1.414倍

二極管整流和半控橋整流都是2象限整流，它的諧波電流比較大，要減小諧波的級別，需要單獨加裝進線濾波器或有源或者無源諧波濾波器。這種電路應用在慣性負載系統(tǒng)中，要設計制動斬波器電路，以消除電機的能量。

12脈波整流三相整流電路，輸出的脈動直流電壓波動比6脈波整流電路小很多，所以他的諧波電流含量也比較小，適用于要求諧波低的場合。

IGBT三相整流電路是4象限整流電路，可以把電機的回饋能量直接通過整流器件回饋到電網(wǎng)，起到了一定的節(jié)能作用。其產生的諧波電流也比較小，但是價格比較貴。