變頻器的檢測電路解釋
2019-03-06 點擊數(shù):859德州琳豐電氣科技有限公司,一家從事工業(yè)電氣化控制、建筑消防數(shù)字智能巡檢的高新技術(shù)企業(yè)。位于山東省西北部,素有“九達天衢,神京門戶”美譽的德州開發(fā)區(qū),生產(chǎn)銷售10.5kV以下的高低壓成套產(chǎn)品、消防泵自動巡檢控制設(shè)備,防排煙風(fēng)機雙電源控制設(shè)備,無負壓供水設(shè)備,低壓成套開關(guān)設(shè)備,低壓配電柜,低壓配電箱等設(shè)備;創(chuàng)始于2012年,注冊資金2000萬元,風(fēng)雨砥礪10載,快速發(fā)展,主要指標實現(xiàn)倍增,躋身德州同類前列,崛起成為德州高低壓成套電器行業(yè)的生力軍。
地址:德州市德城區(qū)天衢工業(yè)園中小企業(yè)孵化園9號廠房
1、電壓因素:
(1)、IGBT模塊的供電電壓過高時,將超出其安全工作范圍,導(dǎo)致其擊穿損壞;
?。?)、供電電壓過低時,使負載能力不足,運行電流加大,運行電機易產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象,危及IGBT模塊的安全;
?。?)、供電電壓波動,如直流回路濾波(儲能)電容的失容等,會引起浪涌電流及尖峰電壓的產(chǎn)生,對IGBT模塊的安全運行產(chǎn)生威脅;
?。?)、IGBT的控制電壓——驅(qū)動電壓低落時,會導(dǎo)致IGBT的欠激勵,導(dǎo)通內(nèi)阻變大,功耗與溫度上升,易于損壞IGBT模塊。
2、電流因素:
(1)、過流,在輕、中度過流狀態(tài),為反時限保護區(qū)域;
(2)、嚴重過流或短路狀態(tài),無延時速斷保護;
3、溫度因素:
?。?)、輕度溫升,采到強制風(fēng)冷等手段;
?。?)、溫度上升到一定幅值時,停機保護;
4、其它因素:
?。?)、驅(qū)動電路的異常,如負截止負壓控制回路的中斷等,會使IGBT受誤觸通而損壞;
?。?)、控制電路、檢測電路本身異常,如檢測電路的基準電壓飄移,導(dǎo)致保護動作起控點變化,起不到應(yīng)有的保護作用。
相對于以上影響或危及IGBT模塊的因素,則衍生了下述種類的保護電路。
1、電壓檢測電路:
?。?)、直流回路電壓檢測電路,用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)直接對直流530V電壓采樣,或從開關(guān)電源次級整流電路間接對直流530V進行采樣,由后續(xù)電路處理成模擬信號和數(shù)字開關(guān)量信號。其中模擬量信號用于直流回路的電壓顯示,輸出控制等,而開關(guān)量信號用于故障報警、停機保護等;
?。?)、有的機型對三相交流輸入電壓進行檢測,借以判斷IGBT的供電狀態(tài),異常時停機保護;
?。?)、對驅(qū)動供電電壓進行監(jiān)測,常由驅(qū)動IC的內(nèi)部保護電路執(zhí)行此任務(wù),預(yù)防IGBT出現(xiàn)欠激勵現(xiàn)象;
?。?)、對充電接觸器的觸點狀態(tài)進行檢測,實際為直流回路電壓的輔助檢測。
2、電流檢測電路:
?。?)、IGBT保護電路,檢測IGBT在導(dǎo)通期間的管壓降,判斷IGBT是否處于過流、短路狀態(tài),實施軟關(guān)斷與停機保護措施;
?。?)、對三相輸出電流進行采樣,據(jù)過流程度不同,采取不同的保護手段,如降低運行頻率、延時停機保護等。
?。?)在逆變模塊供電回路串接快熔保險管,實現(xiàn)對逆變模塊的短路保護,對快熔管狀態(tài)的檢測;
?。?)、個別機型還對直流母線的電流進行采樣,異常時采取保護動作;
?。?)、個別機型對輸出電壓/頻率進行采樣,實施對IGBT的保護。
3、溫度檢測電路:
?。?)、用溫度傳感器檢測IGBT模塊的溫度;
(2)、用溫度傳感器檢測IGBT模塊的溫度,同時檢測散熱風(fēng)扇的工作狀態(tài)。
除了對IGBT的相關(guān)保護外,對其它元器件不需要保護嗎?有無相關(guān)的故障檢測電路呢?
對整流模塊的保護,有的機型提供了用溫度傳感器形式的超溫保護。有的沒有。
有的機型在供電方面,提供了對CPU電路、控制電路的檢測和保護,如檢測負載電壓的高低,在供電異常時,實施停機保護,并報出故障代碼;
CPU本身(配合軟件)也有一個供電檢測,超出一定范圍后,報出相關(guān)故障。
故障檢測電路的故障表現(xiàn)為兩個方面:
1、保護功能失效,相關(guān)電路故障或變頻器工作狀態(tài)異常時,不能起到正常的保護作用;
2、電路本身故障,在所保護電路(元件)為正常狀態(tài)時,誤報電路(元件)故障,變頻器不能投入正常工作。這就如同“謊報軍情”一樣,會誤導(dǎo)我們的故障判斷呀。
故障信號的存在,會使CPU封鎖六路驅(qū)動脈沖信號的輸出,使我們無法檢測驅(qū)動電路和逆變模塊的正常。故障信號的存在,還可能使CPU做出非常“另類”的舉動來。如OC故障信號的存在,使操作面板的所有操作均被拒絕,好像進入了程序死循環(huán)一樣,會使人誤認為CPU故障,而忽視了對驅(qū)動電路及逆變輸出電路的檢查。而實質(zhì)上是CPU采取的一個防范措施——防止因操作造成進一步嚴重故障的發(fā)生!
還有一種情況:故障檢測電路本身并無故障,但在檢修過程中,我們常將CPU主板、電源/驅(qū)動板與主電路脫開,單獨上電檢修,因形不成故障檢測電路的檢測條件,常使故障檢測電路報出相關(guān)故障,CPU封鎖六路脈沖信號的輸出,給檢修帶來很大的不便。檢修線路板故障之前,經(jīng)常要做的第一項工作,即是采取相應(yīng)手段,人為提供相關(guān)故障檢測電路的“正常檢測條件”,令CPU判斷“整機工作狀態(tài)正?!保梢愿鶕?jù)起、停操作,輸出正常的六路驅(qū)動脈沖信號,以利于檢修工作的開展。
故障檢測與保護電路,本身的故障率是較低的,但在檢修過程中,即使故障檢測與保護電路狀態(tài)是完好的,我們?nèi)孕枰獙Υ蟛糠謾z測電路動一下“手腳”,屏蔽其檢測與報警功能。因而要在電路原理上吃透,知道在什么地方動手腳才能有效,才能讓故障檢測與保護電路聽話,根據(jù)維修需要,作出相應(yīng)的動作。摸對了故障檢測電路的“脾性”,故障檢測與保護電路,確實能“聽”維修人員的話。
在逆變回路的供電——直流母線回路中串接熔斷器,是最為直接的保護方式之一。只要運行電流一旦超過某一保護閥值,保險管熔斷,即保護了IGBT的安全。但保險管的熔斷值往往要留有一定的余地,負載電路出現(xiàn)的正常情況下的隨機性過載,靠快熔保險管來完成這種保護任務(wù),顯然是不現(xiàn)實的??烊郾kU管所起到的作用,是在嚴重過流故障狀態(tài)下熔斷,從而中斷對逆變電路的供電,避免了故障的進一步擴大。
由電流互感器檢測三相輸出電流信號,由運算電路(和數(shù)字電路)處理成模擬和開關(guān)量信號,再輸入到CPU,進行運行電流顯示,和根據(jù)過載等級不同,進行相關(guān)如降低運行頻率、報警延時停機、直接停機保護等不同的控制。在危及IGBT安全的異常過載情況下,因傳輸電路的R、C延時效應(yīng),再加上軟件程序運行時間,CPU很難在μs級時間內(nèi)作出快速反應(yīng),對IGBT起到應(yīng)有的保護。
因而對IGBT最直接和有效的保護任務(wù),落在驅(qū)動電路的IGBT保護電路——IGBT管壓降檢測電路的身上。驅(qū)動電路與IGBT在電氣上有直接連結(jié)的關(guān)系,在檢測到IGBT的故障狀態(tài)時,一邊對IGBT采取軟關(guān)斷措施,一邊將OC故障信號送入CPU,在CPU實施保護動作之前,已經(jīng)先行實施了對IGBT的關(guān)斷動作。因而驅(qū)動電路起到了IGBT模塊“貼身”警衛(wèi)的作用。
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