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施耐德ATV31变频器常见故障
作者:佚名日期:2011年01月13日来源:本站原创浏览: 251 次我要评论(0)
施耐德ATV31H系列通用变频器常见故障维修

交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术,既要处理电能的转换,又要处理信息的收集、变换和传送,因此它的共性技术分成功率转换和弱电控制二部分。印染企业是高能耗单位,由于变频器节电效果显著,调速方便,输出特性好等优点,目前被广泛应用。现就本公司应用最多的施耐德ATV31H系列变频器的原理和常见故障作如下介绍:
线路原理分析:

施耐德ATV31H系列通用变频器采用的是交-直-交电压型变频方式,其主回路包括整流线路、滤波及储能线路、能耗制动、直-交逆变由以下几个部分组成(其原理图见图1)。


图1
⑴整流部分
三相整流部分由六只整流管组成整流桥,将电源的交流电全波整流成直流,如果电源的电压为Ui,则全波整流后平均直流电压Ud的大小为:
Ud=×Ui
三相电源的线电压为380V,则全波整流后的平均电压为
Ud=×Ui=×380=513V
由于施耐德ATV31H系列整流器均在模块内部,损坏后只能整体更换。整流器的好坏可以用万用表电阻挡测量。
⑵滤波部分
电容C1和C2是将整流后的脉动直流电滤平电压纹波并储能。变频器功率越大所配备的电容容量越大。施耐德ATV31变频器的部分型号电容配置见下表:
变频器型号
变频器功率
电容容量(μF)
电容数量(只)
总容量(μF)
ATV31H075N4A

390
2
780
ATV31HU15N4A

550
2
1100
ATV31HU22N4A

550
2
1100
ATV31HU55N4A

390
8
3120
ATV31HU75N4A

550
8
4400
有如下情况时,要检查电容是否损坏:
当容量下降到80%时就要更换电容。使用四年以上的变频器要检查容量是否下降。
滤波前的整流桥损坏后,有交流电直接进入了电容器,要检查电容器有没有损坏。
分压电阻损坏后,由于分压不均,要检查电容器有没有损坏。
外包绝缘损坏后,要检查电容器有没有损坏。
由于在变频器合上电的瞬间,滤波电容器的充电电流很大,易损坏整流器。为了保护整流器,在电路中串接了R1A和R1B,以限制电容器的冲电电流,当电容器上充电电压达到一定程度时,继电器RY1吸合,继电器触点接通短接R1。
⑶制动部分
由于异步电动机在再生制动减速过程中,再生能量存储于滤波电路的电容器中,使直流母线的电压上升,为了释放制动能量在模块中使用了一只IGBT管。通过控制IGBT管的导通程度可以设置制动时间,由于设备的需要,电机必须在规定的时间内停车,施耐德ATV31系列设置了直流注入停车。此功能可以通过菜单设定。
⑷逆变部分
逆变部分采用六只(或6×n只, n=2, n=3,n根据功率大小决定)IGBT管和续流二极管组成,由上桥推动和下桥推动线路控制六只IGBT管的开关顺序和导通时间,将滤波后的直流电转换成频率和电压都可以变化的交流电。输出频率和输出电压的调节均由逆变器按PWM(Pulse Width Modulation)方式来完成。
施耐德ATV31系列变频器部分型号使用模块一览表:
变频器型号
IGBT模块型号
模块生产厂家
ATV31H075N4A
FP10R12YT3
Infineon(英飞凌)、eupec(优派克)
ATV31HU15N4A
FP15R12YT3
Infineon(英飞凌)、eupec(优派克)
ATV31HU22N4A
FP15R12YT3
Infineon(英飞凌)、eupec(优派克)
ATV31HU55N4A
Skiip 31NAB125T12
SEMIKRON (德国西门康)
ATV31HU75N4A
Skiip 32NAB125T12
SEMIKRON (德国西门康)

控制回路主要包括DSP(CPU)、检测传感电路、电压/电流检测电路控制信号的输入输出电路、IGBT上下桥驱动电路、各种保护电路、开关电源。
⑴开关电源(注:)
施耐德变频器的辅助电源采用开关电源,具有体积小、功耗低、效率高等优点。电源输入为主回路直流母线电压约513V。通过脉冲变压器的隔离变换和变压器副边的整流滤波可以得到多路直流电压输出。其中+12V、-12V、+5V共地,+12V采用TA78M12S三