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。印染企业是高能耗单位,由于变频器节电效果显着、调速方便、输出特性好等优点,目前被广泛应用。现就业内应用较广的施耐德ATV31H系列变频器的原理和常见故障作如下介绍。
一、电路原理分析
1.主回路
施耐德ATV31H系列通用变频器采用的是交一直一交电压型变频方式,其主回路包括整流线路、滤波及储能线路、能耗制动、直一交逆变等几部分组成(其原理图见下图)。
(l)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,三相电源的线电压为380V.则全波整流后的平均电压Ud为1.35x380=513V。由于施耐德ATV31H系列整流器均在模块内部,整流部分损坏后一般将整体更换。
(2)滤波部分电容Cl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。
有如下情况时,要检查电容是否损坏:1)使用四年以上的变频器要检查容量是否下降。当容量下降到80%时就要更换电容。2)滤波前的整流桥损坏后,就有交流电直接进入电容器,要检查电容器有没有损坏。3)均压电阻Rll、R12损坏后.由于分压不均,要检查电容器有没有损坏。4)外包绝缘损坏后,要检查电容器有没有损坏。
由于在变频器接通电源的瞬间,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RIA和RIB,以限制电容器的充电电流。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Rl。
3)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.在模块中设置了一只ICBT管(图l中G7).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机,施耐德ATV31系列设置了通过直流注入控制停机。此功能可以通过菜单设定。
(4)逆变部分逆变部分采用六只(或6xn只.5.5kWn=2,7.5kWn=3,n根据功率大小决定)IGBT管和续流二极管组成,由上、下桥推动电路控制六只ICBT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方式来完成。