施耐德變頻器維修實例祥解

1、施耐德變頻器維修實例祥解線路原理分析：1.主回路施耐德 A T V 3 1 H系器品種比較多,下邊從 A T V 3 1和 A T V 5 8這兩款變頻器入手,引導學習施耐德變頻器維 修技巧。一、A T V 3 1變頻列通用變頻器采用的是交-直-交電壓型變頻方式，其主回路包括整流線路、濾波及 儲能線路、能耗制動、直-交逆變由以下幾個部分組成（其原理圖見圖1）整流部分三相整流部分由六只整流管組成整流橋，將電源的交流電全波整流成直流，如果電源的電壓為Ui ,則全波 整流后平均直流電壓U d的大小為：U d = 1.3 5 X U i三相電源的線電壓為3 8 0 V ,則全波整流后的平均電壓為U d

2、 = 1.3 5 X U i = 1.3 5 X 3 8 0 = 5 1 3 V由于施耐德 A T V 3 1 H系列整流器均在模塊內(nèi)部，損壞后只能整體更換。整流器的好壞可以用萬用表電阻擋 測量。濾波部分電容C 1和C 2是將整流后的脈動直流電濾平電壓紋波并儲能。變頻器功率越大所配備的電容容量越大。施 耐德A T V 3 1變頻器的部分型號電容配置見下表：變頻器型號變頻器功率電容容量3F）電容數(shù)量（只）總容量（pF）ATV31H075N4A0.75KW3902780ATV31HU15N4A1.5KW55021100ATV31HU22N4A2.2KW55021100ATV31HU55N4A5.5

3、KW39083120ATV31HU75N4A7.5KW55084400有如下情況時，要檢查電容是否損壞：當容量下降到8 0 %時就要更換電容。使用四年以上的變頻器要檢查容量是否下降。濾波前的整流橋損壞后，有交流電直接進入了電容器，要檢查電容器有沒有損壞。分壓電阻損壞后，由于分壓不均，要檢查電容器有沒有損壞。外包絕緣損壞后，要檢查電容器有沒有損壞。由于在變頻器合上電的瞬間，濾波電容器的充電電流很大，易損壞整流器。為了保護整流器，在電路中串 接了 R1A和R1 B,以限制電容器的沖電電流，當電容器上充電電壓達到一定程度時，繼電器R Y1吸合，繼 電器觸點接通短接R1 o制動部分由于異步電動機在再生

4、制動減速過程中，再生能量存儲于濾波電路的電容器中，使直流母線的電壓上升， 為了釋放制動能量在模塊中使用了 一只IG B T管。通過控制IG B T管的導通程度可以設置制動時間，由于 設備的需要,電機必須在規(guī)定的時間內(nèi)停車，施耐德 A T V 3 1系列設置了直流注入停車。此功能可以通過 菜單設定。逆變部分逆變部分采用六只(或6 X n只,5.5 K W n = 2,7.5 K W n = 3, n根據(jù)功率大小決定)IGBT管和續(xù)流二極管組成, 由上橋推動和下橋推動線路控制六只IG B T管的開關順序和導通時間，將濾波后的直流電轉換成頻率和電 壓都可以變化的交流電。輸出頻率和輸出 電壓的調(diào)節(jié)均由

5、逆變器按 P W M (P u l s e W i d t h M o d u l a t i o n)方式來完 成O施耐德 A T V 3 1系列變頻器部分型號使用模塊一覽表：變頻器型號IGBT模塊型號模塊生產(chǎn)廠家ATV31H075N4AFP10R12YT3Infineon（英飛 凌）、eupec（優(yōu)派克）ATV31HU15N4AFP15R12YT3Infineon（英飛 凌）、eupec（優(yōu)派克）ATV31HU22N4AFP15R12YT3Infineon（英飛 凌）、eupec（優(yōu)派克）ATV31HU55N4ASkiip 31NAB125T12SEMIKRON （德國西門康）ATV31H

6、U75N4ASkiip 32NAB125T12SEMIKRON （德國西門康）2,控制回路控制回路主要包括 D S P （C P U）、檢測傳感電路、電壓/電流檢測電路控制信號的輸入輸出電路、IG B T上下 橋驅動電路、各種保護電路、開關電源。開關電源（注：為5.5 K W / 7.5 K W 電源）施耐德變頻器的輔助電源采用開關電源，具有體積小、功耗低、效率高等優(yōu)點。電源輸入為主回路直流母 線電壓約5 1 3 V。通過脈沖變壓器的隔離變換和變壓器副邊的整流濾波可以得到多路直流電壓輸出。其中 + 1 2V、-1 2V、+ 5 V 共地，+ 1 2V 采用 TA 7 8M1 2S三端穩(wěn)壓集成電

7、路，-1 2V 采用 TA 7 9 1 2S穩(wěn)壓，+ 5 V 采用 M J N 7 2 2 3 D L1 - 5 0穩(wěn)壓。電源震蕩采用F A 1 3 8 4 2 F, 1 2 V 給傳感器、運放等電路供電,+ 5 V給 D SP以及數(shù)字 電路供電。相互隔離的四路+ 1 8 V給IG B T模塊的上下橋驅動供電。下圖為本人實測的5.5 K W (7.5 K W)開關 電源圖(圖2 )。需要注意的是當F A 1 3 8 4 2 F損壞時，使用U C 3 8 4 2不能代換。施耐德 A T V 3 1系列變頻器 開關電源可靠性較高，在已經(jīng)維修的上百臺中，只有一臺開關電源損壞。圖2D S P (數(shù)字信

8、號處理器)施耐德 ATV3 1 H 系列變頻器采用的 DSP為日立公司的80腳的 HD64F26 1 2(0.75KW3KW)和H D 6 4 F 2 6 1 8 (5.5 K W7.5 K W),主要完成電壓、電流、溫度采樣、六路P W M輸出,各種故障報警輸入輸出, 電壓電流頻率設定信號輸入等。電機控制算法的運算等功能。IG B T的上下橋驅動0.7 5 K W2.2 K W 變頻器上下橋原理圖見圖3。上橋的P W M 信號分別從 D S P的2 3、3 0、3 2腳輸出到IC 1 0 2 (T C 7 W1 4 F U)反相整形以及阻抗變換匹配,再從IC 1 0 2輸出到P C 1、P C 2、P C 3光耦對信號隔離放大, Z D 11 1、Z D 1 21、Z D 1 3 1 為 1 8 V 穩(wěn)壓管，是 P C 1、P C 2、P C 3 的輸出 保護，D 1 1 3、D 12 3、D 13 3、D 1 11、D 121、 D 1 3 2 (A 6)、Z D 1 1 2、Z D 1 2 2、Z D 1 3 2 (1 6 V 穩(wěn)壓 管)組 成IG B T的 上橋輸 入保護 線路。0.7 5 KW和1.5 KW 的 DSP以及軟件都相同,線路全部相同只是橋驅動部分有部分元件的參數(shù)不同。