毕业设计 范文
前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1变频器的概念及组成
2变频器的运行环境及安装要点
3变频器常见故障及处理
3.1 主回路常见故障分析
3.2 主回路典型故障分析
3.3 控制回路故障分析
3.4 冷却系统
3.5 外部的电磁感应干扰
3.6 安装环境 3.7 电源异常
3.8 雷击、感应雷电
4变频器的维护保养…
4.1 维护保养…
4.2 日常维护与检查
5结束语…
6参考文献
3.1 主回路常见故障分析 主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定在回路设计时已经选定了电容器的型号所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命一般温度每上升10 ℃寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流从而延长电解电容器的寿命。在电容器维护时通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况当静电容量低于额定值的80%绝缘阻抗在5 MΩ以下时应考虑更换电解电容器。
3.2 主回路典型故障分析 故障现象变频器在加速、减速或正常运行时出现过流保护器动作。首先应区分是由于负载原因还是变频器的原因引起的。如果是变频器的故障可通过历史记录查询在跳闸时的电流超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值而三相电压和电流是平衡的则应考虑是否有过载或突变如电机堵转等。在负载惯性较大时可适当延长加速时间此过程对变频器本身并无损坏。若“跳闸”时的电流在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内可判断是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W 分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻来判断IPM模块是否损坏。如模块未损坏则是驱动电路出了故障。如果减速时IPM模块过流或变频器对地短路“跳闸”一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障而加速时IPM模块过流则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障发生这些故障的原因多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。
3.3 控制回路故障分析
控制回路影响变频器寿命的是电源部分是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器其原理与前述相同但这里的电容器中通过的脉动电流是基本不受主回路负载影响的定值故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难一般根据电容器环境温度以及使用时间来推算是否接近其使用寿命。
1、电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源这些电源一般都是从主电路输出的直流电压通过开关电源再分别整流而得到的。因此某一路电源短路除了本路的整流电路受损外还可能影响其他部分的电源如由于误操作而使控制
电源与公共接地短接致使电源电路板上开关电源部分损坏风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较容易发现
2、逻辑控制电路板是变频器的核心它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路具有很高的可靠性本身出现故障的概率很小但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合导致变频器出现EEPROM故障这只要对EEPROM重新复位就可以了
3、、IPM电路板包含驱动和缓冲电路以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块因而在检测模快的同时还应测量IPM模块上的光耦
3.4 冷却系统故障分析
冷却系统是给IPM给提供冷却空气的系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短临近使用寿命时风扇产生震动噪声增大最后停转变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受陷于轴承大约为1000035000 h。当变频器连续运转时需要23年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。
3.5 外部的电磁感应干扰 如果变频器周围存在干扰源它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部引起控制回路误动作造成工作不正常或停机严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上加装防止冲击电压的吸收装置如RC浪涌吸收器其接线不能超过20 cm尽量缩短控制回路的配线距离并使其与主回路分离变频器控制回路配线绞合节距离应在15 mm以上与主回路保持10 cm以上的间距变频器距离电动机很远时超过100 m这时一方面可加大导线截面面积保证线路压降在2%以内同时应加装变频器输出电抗器用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地必须在专用接地点可靠接地不能同电焊、动力接地混用变频器输入端安装无线电噪声滤波器减少输入高次谐波从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器以降低其输出端的线路噪声
3.6 安装环境及其要求
1、变频器属于电子器件装置对安装环境要求比较严格在其说明书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下若确实无法满足这些要求必须尽量采用相应抑制措施振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因对于振动冲击较大的场合应采用橡胶等避振措施潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路作为防范措施应对控制板进行防腐防尘处理并采用封闭式结构温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素特别是半导体器件应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射
2、除上述几点外定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合为防止微处理器因温度过低不能正常工作应采取设置空气加热器等必要措施