康沃變頻器電路圖.doc

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《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》主電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》主電路圖說(shuō) 這臺(tái)5.5kW康沃變頻器的主電路，就是一個(gè)模塊加上四只電容器呀。除了模塊和電容，沒(méi)有其它東西了。在維修界，流行著這樣的說(shuō)法：寧修三臺(tái)大的，不修一臺(tái)小的；小機(jī)器風(fēng)險(xiǎn)大，大機(jī)器風(fēng)險(xiǎn)小。小功率變頻器結(jié)構(gòu)緊湊，有時(shí)候檢查電路都伸不進(jìn)表筆去，只有引出線來(lái)測(cè)量，確實(shí)麻煩。此其一；小功率變頻器，主電路就一個(gè)模塊，整流和逆變都在里面了。內(nèi)部壞了一只IGBT管子，一般情況下只有將整個(gè)模塊換新，投入的成本高，利潤(rùn)空間小。而且萬(wàn)一出現(xiàn)意外情況，換上的模塊再壞一次，那就是賠錢買賣了。要高了價(jià)，用戶不修了，要低的價(jià)，有一定的修理風(fēng)險(xiǎn)。如同雞肋，食之無(wú)味，棄之可惜。修理風(fēng)險(xiǎn)也大。大機(jī)器空間大，在檢修上方便，無(wú)論是整流電路還是逆變電路，采用分立式模塊，壞一只換一只，維修成本偏偏低下來(lái)了。而大功率變頻器的維修收費(fèi)上，相應(yīng)空間也大呀。修一臺(tái)大功率機(jī)器，比修小的三臺(tái)，都合算啊。 因變頻器直流電路的儲(chǔ)能電容器容量較大，且電壓值較高，整流電路對(duì)電容器的直接充電，有可能會(huì)造成整流模塊損壞和前級(jí)電源開(kāi)關(guān)跳閘。其實(shí)這種強(qiáng)Y充電，對(duì)電容器的電極引線，也是一個(gè)大的沖擊，也有可能造成電容器的損壞。故一般在整流電路和儲(chǔ)能電容器之間接有充電電阻和充電繼電器（接觸器）。變頻器在上電初期，由充電電阻限流給電容器充電，在電容器上建立起一定電壓后，充電繼電器閉合，整流電路才與儲(chǔ)能電容器連為一體，變頻器可以運(yùn)行。充電電阻起了一個(gè)緩沖作用，實(shí)施了一個(gè)安全充電的過(guò)程。 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)速超過(guò)變頻器的輸出轉(zhuǎn)速，由U、V、W輸出端子向直流電路饋回再生能量時(shí)，若不能及時(shí)將此能量耗散掉，異常升高的直流電壓會(huì)危及儲(chǔ)能電容和逆模塊的安全。BSM15GP120模塊內(nèi)置制動(dòng)單元，機(jī)器內(nèi)部?jī)?nèi)置制動(dòng)電阻RXG28-60。雖有內(nèi)置制動(dòng)電阻，但機(jī)器也有P1、PB外接制動(dòng)電阻端子，當(dāng)內(nèi)置電阻不能完全消耗再行能量時(shí)，可由端子并接外部制動(dòng)電阻，完成對(duì)電機(jī)發(fā)電的再生能量的耗散。制動(dòng)單元的開(kāi)關(guān)信號(hào)由GB、N兩個(gè)控制端子引入，制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)是由CPU主板提供的。 對(duì)IGBT逆變電路的保護(hù)，1、過(guò)流、短路保護(hù)電路——IGBT管壓降檢測(cè)電路，又稱為模塊故障檢測(cè)電路。驅(qū)動(dòng)電路一般也兼有模塊故障檢測(cè)功能。在IGBT模塊內(nèi)流通異常電流時(shí)，實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)；2、電壓保護(hù)電路——直流電路的電壓檢測(cè)電路，逆變電路供電異常時(shí)，實(shí)施停機(jī)保護(hù)；3、個(gè)別機(jī)器還有輸入三相電源檢測(cè)電路，和輸出三相電壓檢測(cè)電路，在輸入電源電壓缺相和缺出異常時(shí)，均會(huì)實(shí)施停機(jī)保護(hù)；4、溫度保護(hù)電路——模塊溫度檢測(cè)電路，在運(yùn)行狀態(tài)中檢測(cè)模塊溫度異常上升時(shí)，實(shí)施停機(jī)保護(hù)。一般的溫度檢測(cè)電路，由溫度傳感元件與后續(xù)電路構(gòu)成。BSM15GP120模塊內(nèi)部，內(nèi)置有模塊溫度檢測(cè)電路，模塊溫升異常時(shí)輸出高電平信號(hào)給CPU。 早期生產(chǎn)的變頻器產(chǎn)品，逆變功率電路有采用可控硅器件的，在可控硅的關(guān)斷和換相上控制較為復(fù)雜，載波頻率往往也較低。電機(jī)運(yùn)行的噪聲和振動(dòng)都要大一些。是不是也有人考慮過(guò)用雙極型器件（晶體三極管）做功率逆變電路的，但因三極管為電流驅(qū)動(dòng)型器件，驅(qū)動(dòng)電路須提供很大的驅(qū)動(dòng)功率，這會(huì)帶來(lái)極大驅(qū)動(dòng)功耗和驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)做成一塊相當(dāng)大的線路板，這樣不光考慮模塊的散熱，還要考慮驅(qū)動(dòng)電路的散熱了。也有人考慮用場(chǎng)效應(yīng)晶體管來(lái)做，但場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)導(dǎo)通壓降太大，這會(huì)形成管子本身的功耗，而且場(chǎng)效應(yīng)晶體管的功率容量也是有限的。再后來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了新型器件——IGBT管子。該器件融合了雙極型器件和場(chǎng)效應(yīng)器件兩者的優(yōu)點(diǎn)——電壓控制、較小的導(dǎo)通壓降和較大的功率容量。使驅(qū)動(dòng)電路和IGBT模塊本身的功耗都大為降低，并且易于驅(qū)動(dòng)。所以現(xiàn)在所有的變頻器的功率輸出電路，一律都是采用IGBT模塊了。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》開(kāi)關(guān)電源電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》開(kāi)關(guān)電源電路圖說(shuō) 任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的——因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)最重。看家電維修有關(guān)彩色電視機(jī)的文章，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的修理，那是需要拿出專門章節(jié)來(lái)討論的。變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路，形式上比較單一，相差倒不大，不像彩電的電源電路那么五花八門。別以為電路簡(jiǎn)單，修理就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單電路也是有疑難故障的喲！檢修起來(lái)不像線性電源那么直觀，開(kāi)關(guān)電源的任一個(gè)小環(huán)節(jié)——振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會(huì)使電路出現(xiàn)千奇百怪的故障現(xiàn)象！人干電氣、電子修理這個(gè)行當(dāng)越久、越深入，便越是自負(fù)不起來(lái)，同一種電路，你修過(guò)了一千種故障，但說(shuō)不定哪一天，在你覺(jué)得躊躇滿志不在話下的當(dāng)兒，第一千零一種故障現(xiàn)身了，也能讓你撓會(huì)兒頭。 R40、R41、LED組成上電啟動(dòng)電路，為振蕩芯片U1-3844B提供上電時(shí)的起振電流。在電路起振工作后，由自供電繞組、D13、D14、C30構(gòu)成的整流濾波電路為U1提供工作電源。自供電繞組、D13、C31整流濾波電路輸出的電壓，同時(shí)也作為反饋電壓信號(hào)輸入到U1的2腳，由內(nèi)部誤差放大器與基準(zhǔn)電壓比較，輸出控制電壓控制內(nèi)部PWM波發(fā)生器，改變U1的6腳輸出脈沖的占空比，從而控制開(kāi)關(guān)管K2225的導(dǎo)通與截止時(shí)間，維持次級(jí)繞組輸出電壓的穩(wěn)定。自供電繞組、D13、D14、C30、C31既是U1的供電電源，同時(shí)構(gòu)成了穩(wěn)壓電路，將因電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變動(dòng)引起的次級(jí)繞組輸出電壓的變化，反饋到U1的2腳，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制。 在U1的7腳供電電壓值超過(guò)16V以上時(shí)，U1的8腳輸出5V基準(zhǔn)電壓，為U1的4腳外接振蕩電路的定時(shí)元件提供充、放電能量，4腳R、C元件與內(nèi)部電路配合，在4腳產(chǎn)生鋸齒波振蕩脈沖，該脈沖送入內(nèi)部PWM波形成電路。 開(kāi)關(guān)變壓器BT的初級(jí)繞組與開(kāi)關(guān)管串接，由開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止，將直流供電能量經(jīng)BT繞組轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兡芰浚姶拍芰浚亳詈系酱渭?jí)電路。與主繞組相并聯(lián)的D15、C32、R39等元件，提供開(kāi)關(guān)管截止時(shí)主繞組感生反向電流的泄放通路，抑制了反向電壓的峰值，并加快了開(kāi)關(guān)管的截止速度，同時(shí)也避免了開(kāi)關(guān)管承受過(guò)高反壓而損壞，具有一定保護(hù)作用；開(kāi)關(guān)管源極串聯(lián)的電流采樣電路R37，將流過(guò)主繞組和開(kāi)關(guān)管的電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，輸入到U1的3腳，當(dāng)開(kāi)關(guān)管流過(guò)異常電流時(shí)，R37上電壓降上升，U1的3腳內(nèi)部電流信號(hào)處理電路，輸出控制信號(hào)，或改變6腳脈沖信號(hào)的占空比，使開(kāi)關(guān)管截止時(shí)間變長(zhǎng)，以降低電源的輸出電流。在有過(guò)流狀況發(fā)生但R36上電壓降在1V以下時(shí)，內(nèi)部電流信號(hào)處理電路輸入信號(hào)，控制6腳輸出信號(hào)的占空比，實(shí)施限流控制。而當(dāng)過(guò)流嚴(yán)重使R36上電壓上升為1V以上時(shí)，內(nèi)部電流信號(hào)處理電路使U1停振，以實(shí)施過(guò)流保護(hù)。當(dāng)聽(tīng)到開(kāi)關(guān)電源發(fā)出“打嗝”聲，處于時(shí)振時(shí)停狀態(tài)下，說(shuō)明負(fù)載電路有嚴(yán)重過(guò)流情況發(fā)生，處于過(guò)流停振保護(hù)的臨界點(diǎn)上?！按蜞谩爆F(xiàn)象，實(shí)質(zhì)上是電路本身實(shí)施的保護(hù)動(dòng)作。 次級(jí)繞組輸出電壓經(jīng)D9、C25整流濾波成+8V直流電源，送入CPU主板，再經(jīng)后級(jí)電路穩(wěn)壓成+5V，供CPU電路；次級(jí)繞組輸出電壓經(jīng)D6、C20整流濾波成24V直流電源，供充電繼電器MC的線圈供電，變頻器上電時(shí)，先由充電電阻給直流電路的儲(chǔ)能電容器充電，CPU再輸出一個(gè)MC閉合指令（由CON1端子的29腳進(jìn)入），MC閉合，將充電電阻短接。24V電源還作為兩只散熱風(fēng)扇的供電電源，兩只散熱風(fēng)扇由三極管T2、T3驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)指令也由CPU以端子CON1的27腳輸入，控制T2、T3的導(dǎo)通與截止。另有兩組D10、C27和D8、C23等整流濾波電源，分別輸出+18V和-18V兩路供電，送入CPU主板，再由后級(jí)穩(wěn)壓電路處理成+15V、-15V直流穩(wěn)壓電源，供電流、電壓保護(hù)檢測(cè)電路和控制電路。-18V的供電繞組，同時(shí)還由D7正向整流成正電壓，作為直流電壓的檢測(cè)信號(hào)，送入后級(jí)直流電路電壓檢測(cè)電路，進(jìn)一步處理后，送入CPU，供過(guò)、欠壓保護(hù)、直流電壓顯示、參與輸出電路控制等。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》驅(qū)動(dòng)電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》驅(qū)動(dòng)電路圖說(shuō) 小功率變頻器主電路、開(kāi)關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路，往往是做于一塊線路板上的，不能簡(jiǎn)單地稱為電源/驅(qū)動(dòng)板了，三相整流、三相逆變和儲(chǔ)能電容器也在線路板上呀。該塊線路板的故障率較高，能占到變頻器總故障率的80%左右。CPU主板故障相對(duì)較小，低電壓小電流信號(hào)嘛。主電路器件，如逆變模塊，和驅(qū)動(dòng)電路，有故障共生的特點(diǎn)，模塊的損壞，必將波及驅(qū)動(dòng)電路受沖擊；驅(qū)動(dòng)電路的異常，也往往危及到模塊。所謂變頻器維修，維修人員的大部分時(shí)間是耗費(fèi)在這塊板子上的。電源/驅(qū)動(dòng)板的電路結(jié)構(gòu)是大同小異的，各個(gè)品牌的變頻器的電源/驅(qū)動(dòng)板——你要是修理多了經(jīng)手多了——感覺(jué)都差不多的。CPU主板，這是一個(gè)不太準(zhǔn)確的稱謂，變頻器的中心控制部件國(guó)人習(xí)慣上稱為單片機(jī)，國(guó)際上稱其為微控制器（因結(jié)構(gòu)性能上高于微處理器）。但大家吆喝CPU主板已經(jīng)成習(xí)慣了，仿佛約定俗成似的，我也隨大溜，把以微控制器為中心的那塊板子，稱為CPU主板了。CPU主板電路，包括單片機(jī)及外單片機(jī)外圍電路，控制端子的輸入、輸出信號(hào)電路、電流電壓檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、其它控制電路等。對(duì)CPU主板電路的維修，在無(wú)電路原理圖的情況下，難度是較大的。尤其是多層印刷線路和小體積貼片元件構(gòu)成的CPU主板。一般變頻器都是都是由這兩塊板子構(gòu)成的，當(dāng)然也有例外的啊，也有把開(kāi)關(guān)電源與單片機(jī)做在一個(gè)板子上的。 驅(qū)動(dòng)IC由TLP250擔(dān)任，對(duì)驅(qū)動(dòng)IC的供電來(lái)說(shuō)（以U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路為例），是由D5、C19整流濾波電路直接提供24V單電源供電的，但24V電源回路中，由R26、Z1、C5的穩(wěn)壓電路又“人為”分離出一個(gè)零電位點(diǎn)來(lái)，這個(gè)零電位點(diǎn)經(jīng)模塊觸發(fā)端子加到逆變模塊內(nèi)部IGBT管子的射極。假定穩(wěn)壓管Z1的擊穿電壓值為9V，則供電電源的正端對(duì)零電位點(diǎn)的電壓值為+15V，對(duì)供電電源的負(fù)端電壓值為-9V。因而，當(dāng)U1的6/7腳輸出高電平的激勵(lì)電壓時(shí)，IGBT的柵-射結(jié)被接入+15V的激勵(lì)電壓，IGBT管子被驅(qū)動(dòng)而開(kāi)通，這個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是+15V電壓對(duì)柵-射結(jié)電容充電的過(guò)程；當(dāng)U1的6/7腳輸出低電平的激勵(lì)電壓時(shí)，IGBT的柵-射結(jié)被接入-9V的截止電壓，IGBT管子的柵-射結(jié)承受反偏壓而截止，這個(gè)截止過(guò)程實(shí)質(zhì)上是-9V供電對(duì)IGBT管子的柵-射結(jié)電容內(nèi)儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行中和而使其快速消失的過(guò)程?？梢哉f(shuō)，對(duì)IGBT管子的開(kāi)通的控制是由+15V電源對(duì)其柵-射結(jié)電容“灌入電流”的結(jié)果使然；而對(duì)IGBT管子的截止的控制，則是由-9V電源對(duì)柵-射結(jié)電容內(nèi)儲(chǔ)存電荷進(jìn)行快速“拉出電流”的結(jié)果使然。我一直對(duì)IGBT管子是電壓型控制器件的理論頗有微言，而認(rèn)為此類管子仍為電流型控制器件，在寫作此文的過(guò)程中，覺(jué)得我的說(shuō)法有點(diǎn)矯枉過(guò)正的意思了。相對(duì)于雙極型器件，IGBT管子的驅(qū)動(dòng)電路只是提供了瞬態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流，而前者的驅(qū)動(dòng)電路則一直在提供“常態(tài)”的驅(qū)動(dòng)電流。大功率變頻器的逆變電路若是采用雙極型器件的話，其驅(qū)動(dòng)電路的電流輸出能力和本身功耗，將是非常之大的。這也正是IGBT模塊所以被廣泛采用的原因了。將IGBT器件定義為電壓驅(qū)動(dòng)型器件，容易讓人產(chǎn)生IGBT管子的觸發(fā)回路不吸取電流，不消耗驅(qū)動(dòng)功率的誤解。我們說(shuō)，電容本身雖然為儲(chǔ)能元件，IGBT管子的柵-射結(jié)電容上的電荷，在驅(qū)動(dòng)電路的作用下反復(fù)充放， IGBT管子的輸入回路的內(nèi)電路（比如串接于回路的電阻元件）是消耗能量的。事實(shí)上，瞬態(tài)較大的充、放電電流，在驅(qū)動(dòng)IC或功率驅(qū)動(dòng)管的內(nèi)阻和柵極電阻（R12）上，仍舊形成了較大的電阻性有功損耗。也即是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路本身仍要付出一定的驅(qū)動(dòng)功率。這也就是驅(qū)動(dòng)電路尤其是大功率變頻器的驅(qū)動(dòng)電路，仍然采用了功率推動(dòng)管和柵極電阻也為數(shù)瓦大功率電阻的原因。驅(qū)動(dòng)電路的功率損耗是集中于功率輸出級(jí)的導(dǎo)通內(nèi)阻與脈沖引入電阻上的。 電阻R12為IGBT管子觸發(fā)脈沖的引入電阻，對(duì)它的真實(shí)身份的名稱，至今似乎還未形成確切的定義。柵極電阻？限流電阻？隔離電阻？補(bǔ)償電阻？脈沖引入電阻？它一是決定了IGBT管子?xùn)?射結(jié)電容的充、放電電流的大小與速率，二是減小了觸發(fā)端子接線引線電感的影響。 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》控制端子電路圖 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》控制端子電路圖說(shuō) 本圖及下二圖，為CPU主板電路圖。本圖主要為變頻器的控制端子電路、外部存儲(chǔ)器和晶振電路等。在變頻器的修理和測(cè)繪過(guò)程中，因用戶取機(jī)使我無(wú)法將P型機(jī)的CPU主板一直繪完，不得已測(cè)繪了P型和G型機(jī)的兩種CPU主板電路，幸好兩種機(jī)型的CPU主板電路是一樣的（感覺(jué)應(yīng)該是呀），便將各部分電路合畫在一起了。錯(cuò)誤責(zé)任，我自承擔(dān)。 將控制信號(hào)的輸入和輸出電路做得稍微講究一點(diǎn)的話，還是不要直接輸入、輸出的好，起碼得用光電耦合器隔離一下。光電耦合器的使用，不僅使控制端子與CPU之間有了電氣隔離的安全性，也使電路的抗干擾能力大為增強(qiáng)——小幅度電壓信號(hào)的擾動(dòng)被光耦器件“隔離”了。 X1-X5：多功能信號(hào)輸入端子，端子與CM閉合有效，端子的具體功能可由參數(shù)設(shè)定?？赏ㄟ^(guò)參數(shù)設(shè)置如多段速指令、頻率通道選擇、正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制等，能使變頻器適應(yīng)用戶的多種控制方式，加強(qiáng)了控制上的靈活性。FWD、REV、RST也為數(shù)字信號(hào)輸入端子，但其功能已被指定，只可用作變頻器的起、停和故障復(fù)位控制，不能通過(guò)參數(shù)另行修改了。輸入信號(hào)經(jīng)光電耦合器隔離，輸入側(cè)為24V供電，當(dāng)輸入端子與CM閉合時(shí)，形成了光耦器件的輸入電流，輸出側(cè)三極管導(dǎo)通，將+5V高電平信號(hào)加到CPU的引腳。這也是變頻器控制端子經(jīng)常采用的電路形式和供電方式。CPU引腳都接有與地相連的下拉電阻，在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)為低電平。下拉電阻與電容又接成消噪電路，具有抗干擾效果。 由開(kāi)關(guān)電源次級(jí)繞組整流濾波電路輸出的+8V電壓經(jīng)VOL1（L7805CV）穩(wěn)壓輸出+5V電源，供CPU。開(kāi)關(guān)電源電路輸出的+18V、-18V供電，也分別經(jīng)VOL3（LM78L15ACZ）、VOL2（79L15）穩(wěn)壓成+15V和-15V供保護(hù)控制電路。 CPU的2腳輸出低電平變頻器運(yùn)行（或故障）信號(hào)，由PC2驅(qū)動(dòng)繼電器REY1，再由端子觸點(diǎn)輸出，經(jīng)外接指示燈或繼電器等器件，顯示變頻器的運(yùn)行（或故障）狀態(tài)。 CPU的22、23腳外接4MHz晶振，與內(nèi)部振蕩電路一起，產(chǎn)生CPU工作所需的基準(zhǔn)時(shí)鐘。 CPU，又稱為中央處理器，內(nèi)部一般由運(yùn)算器、控制器、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入/輸入設(shè)備及接口電路及總線組成，但隨技術(shù)的進(jìn)步和更新，其功能和結(jié)構(gòu)均在不斷擴(kuò)充中——將原來(lái)CPU外圍的電路也集成于器件內(nèi)部。將其硬件設(shè)備擴(kuò)充到一定的規(guī)模，而使之能獨(dú)立完成一個(gè)較復(fù)雜的控制功能，此器件即被稱為微處理器了。在微處理器家庭中，為適用于某一應(yīng)用領(lǐng)域，在硬件構(gòu)成上——有別于通用型微處理器（如80C51）——有一定的獨(dú)特性，如本文特指的變頻器經(jīng)常采用的微處理器，具備六路PWM波輸出功能，能實(shí)現(xiàn)特定的控制功能，又被稱為微控制器，別名：?jiǎn)纹瑱C(jī)。因業(yè)內(nèi)人士一般將變頻器單片機(jī)的電路板之為CPU主板，從約定俗成和定義簡(jiǎn)潔的方面考慮，也將微控制器（單片機(jī)），姑且稱之為CPU了。 CPU的34-40腳與IC2相連接。IC2為串口EEPROM存儲(chǔ)器，為標(biāo)準(zhǔn)三線串行接口，容量4k，動(dòng)作電流1mA，備用電流5uA，擦/寫次數(shù)大于10的6次方，數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于200年。用戶在應(yīng)用中，經(jīng)常要將相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且改變后的參數(shù)值能為變頻器所記憶。IC2即是為完成這一任務(wù)而設(shè)的。如停電后用戶的設(shè)定值丟失，須檢查IC2及相關(guān)電路。 CPU主板的故障率相對(duì)較低，約占總故障率的20%以下。故障多發(fā)生在故障檢測(cè)電路的控制端子電路上。控制端子的故障多為用戶誤接入高電壓，而將端子供電24V燒壞，端子輸入電路開(kāi)路損壞和光電耦合器的輸入側(cè)電路損壞。故障檢測(cè)電路（電壓、電流檢測(cè)的后續(xù)電路、溫度檢測(cè)電路）損壞時(shí)，就有點(diǎn)“謊報(bào)軍情”故意搗亂的意思了，明明主電路是好的，卻報(bào)出“輸出短路”故障或輸出缺相故障，明明風(fēng)扇是好的，卻報(bào)出過(guò)熱故障等，使變頻器不能投入正常運(yùn)行。 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》CPU逆變脈沖輸出電路、I/O接口電路圖 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》CPU逆變脈沖輸出電路、I/O接口電路圖說(shuō) 控制端子——模擬信號(hào)端子。VI1、VI2：頻率設(shè)定電壓信號(hào)輸入端1、2；I1：頻率設(shè)定電流信號(hào)輸入正端（電流輸入端）；AM：可編程電壓信號(hào)輸出端，由CPU的61腳輸出信號(hào)經(jīng)IC5-LF353內(nèi)部一組放大器（接成反相放大器）放大后，由R42限流后輸出到AM端子。輸出內(nèi)容可由參數(shù)設(shè)定，如輸入電流、輸出電流、輸入電壓等。輸出為模擬電壓信號(hào)，可外接10V電壓表頭顯示輸出電流或輸出頻率，用于變頻器的運(yùn)行監(jiān)控。FM：可編程頻率信號(hào)輸出端，外接頻率計(jì)。最高輸出信號(hào)頻率50kHz，幅值10V。輸出內(nèi)容可由參數(shù)設(shè)定，如輸出頻率、給定頻率等。電路也由一級(jí)反相放大器構(gòu)成。 數(shù)字輸入端子X(jué)6、X7為數(shù)字輸入端子中的特殊端子，可接收頻率小于10kHz、幅度為5-24V的脈沖信號(hào)。既可當(dāng)作一般數(shù)字輸入端子應(yīng)用，也可輸入高速脈沖信號(hào)。兩端子輸入信號(hào)經(jīng)光耦器件PC5、PC6隔離后，又經(jīng)IC3內(nèi)兩級(jí)反相器將信號(hào)反相后，輸入到CPU的43、46腳。 CPU的16、48、58、59腳與MAX485通訊模塊相連接。RS485通訊模塊內(nèi)含一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制，接收器輸入具有失效保護(hù)特性?？梢詫?shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率。模塊采用5V單電源供電。RS485采用差分負(fù)邏輯信號(hào)，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485一般采用兩線制接線，采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)，即所謂半雙工通訊。連接RS-485通信鏈路時(shí)可以簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。 RS-485接口采用差分信號(hào)傳輸方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。理論上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公里。MAX485的6、7腳外接接地電阻及穩(wěn)壓管，有抑制共模電壓和干擾的作用。RS485通訊接口，為變頻器與PLC或上位機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通訊控制提供了方便。通常，進(jìn)行RS485通訊時(shí)，變頻器要進(jìn)行某些通訊參數(shù)的設(shè)置，如通訊站號(hào)和通訊波特率等的設(shè)置；PLC或上位機(jī)，則要編寫相應(yīng)的控制程序。具體的通訊格式，各廠家變頻器說(shuō)明書都有詳細(xì)說(shuō)明。 操作顯示面板由5V電源供電，9、10腳為供電端；1-5腳留有預(yù)置焊口，更換操作面板類型或進(jìn)行功能調(diào)整時(shí)，可通過(guò)短接、開(kāi)路相應(yīng)焊口來(lái)實(shí)現(xiàn)。本機(jī)操作面板與CPU的通訊采用三線式連接，CPU的60腳經(jīng)電阻R20直接用操作面板連接，CPU輸出的另兩路通訊線由IC3內(nèi)部?jī)杉?jí)反相器反相和隔離后，再送入操作面板。讓我猜一下這三根線的作用，一為時(shí)鐘信號(hào)，二為數(shù)據(jù)信號(hào)，三為片選、使能等性質(zhì)的信號(hào)吧，不知對(duì)不對(duì)？操作顯示面板的內(nèi)部電路，因時(shí)間關(guān)系未及畫出。有內(nèi)帶微處理器的，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜一點(diǎn)，但與CPU之間的引線要少，如本機(jī)的；有的內(nèi)部只有驅(qū)動(dòng)和顯示電路，與CPU之間的引線稍多。操作面板的損壞也是時(shí)有發(fā)生的。常見(jiàn)為無(wú)顯示，顯示筆劃不全、按鍵接觸不良、電位器接觸不良等。多為數(shù)碼顯示管驅(qū)動(dòng)電路損壞和因油污腐蝕、磨損、振動(dòng)虛焊等造成故障。操作面板價(jià)錢不貴，損壞后也可直接從廠家購(gòu)得。 CPU的50-55腳為六路PWM（逆變）脈沖輸出腳，這六個(gè)引腳有6只10kΩ上拉電阻接+5V，輸出低電平脈沖信號(hào)。CPU輸出的六路逆變脈沖信號(hào)，再經(jīng)IC12-六反相緩沖器/驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)化為高電平脈沖信號(hào)送入后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路。后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路（見(jiàn)圖五十五）為六只光耦型驅(qū)動(dòng)IC，輸入側(cè)為發(fā)光二極管，要求有一定的電流輸入值，這就要求前級(jí)電路有一定的電流輸出能力，以足以驅(qū)動(dòng)后級(jí)光耦器件。眾所周知，CPU引腳的“拉電流”能力是有限的，上接電阻（CPU內(nèi)、外的上拉電阻多為10kΩ或4.7kΩ）往往限制了它的拉電流輸出能力，但卻具有較強(qiáng)的“灌電流”輸出能力。有的變頻器電路即是用其灌電流輸出能力直接驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路的。但加入緩沖級(jí)，多了層CPU的安全屏障，隔離了逆變模塊的損壞對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的沖擊。在維修中我有時(shí)也禱告?。篊PU千萬(wàn)不能壞呀，CPU不壞就能修起來(lái)呀。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》保護(hù)控制電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》保護(hù)控制電路圖說(shuō) 變頻器的直流電壓檢測(cè)電路不外乎以下兩種電路形式。一是輸入自直流回路的530V直流電壓采用電阻分壓、線性光電耦合器隔離和運(yùn)放電路處理后，輸出到CPU；二是由開(kāi)關(guān)電源電路的次級(jí)繞組電壓整流而出，該路整流二極管在開(kāi)關(guān)管飽合導(dǎo)通期間，承受正向偏壓而導(dǎo)通，整流電壓輸出正比于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞繞組輸入的直流回路的供電。電壓采樣電路所得的直流電壓檢測(cè)信號(hào)，一是提供直流電路過(guò)、欠壓的報(bào)警依據(jù)；二是此模擬電壓信號(hào)輸入CPU，也參與對(duì)三相輸出電壓的控制；三是電壓檢測(cè)信號(hào)，也同時(shí)作為直流電路制動(dòng)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)。在直流電路電壓達(dá)一定幅值時(shí)，啟動(dòng)制動(dòng)單元（開(kāi)關(guān)管），將制動(dòng)電阻接入直流電路，對(duì)電壓增量部分進(jìn)行快速耗散。本機(jī)的直流電壓檢測(cè)信號(hào)，也取自開(kāi)關(guān)電源變壓器的次級(jí)繞組的整流電壓，經(jīng)排線端子CNN1/CON2（CNN1為電源/驅(qū)動(dòng)板上排線端子序號(hào)；CON2為CPU主板上排線端子序號(hào)，但排線引腳一致）的25腳引入到CPU主板上來(lái)。 前級(jí)電壓檢測(cè)電路來(lái)的信號(hào)，經(jīng)R81引入到W1半可變電阻的中心臂，經(jīng)W1調(diào)整、R82分壓后，輸入到IC9（LF353高輸入阻抗雙運(yùn)放電路）的3腳，由1腳輸出后，一路經(jīng)D7嵌位直接送入CPU引腳；一路輸入到IC9的6腳，IC9的5腳為R85、R86對(duì)+5V的分壓值，此電壓作為基準(zhǔn)電壓。當(dāng)直流電路電壓升高到一定幅度時(shí)（如660V）， IC9的6腳電壓高于5腳基準(zhǔn)電壓，IC9的工作狀態(tài)反轉(zhuǎn)，7腳輸出低電平，BRK制動(dòng)電路工作指示燈點(diǎn)亮；一路送入IC10運(yùn)算放大器的反相輸入端2腳，該放大器（電壓比較器）的同相輸入端3腳，也有+5V經(jīng)R88、R89分壓形成的電壓，2腳與3腳電壓相比較，2腳電壓高于3腳分壓值時(shí)，從1腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)給CPU的35腳，使變頻器報(bào)出過(guò)電壓故障信號(hào)。 本機(jī)的三相輸出電流檢測(cè)電路是很有意思的。由兩只電流互感器輸出的IU、IV信號(hào)，加到IC7-TL072（運(yùn)算放大器）的三組電壓跟隨器的同相輸入端上，經(jīng)放大后輸入由D8、D9、D10組成的橋式整流電路上。電壓跟隨器的使用大大提升了電路的輸入阻抗，基本上不取用自電流互感器來(lái)的信號(hào)電流，提高了電流檢測(cè)的精度。三組電壓跟隨器將IU、IV二相電流信號(hào)還原為三相輸出電流信號(hào)。D8、D9、D10的整流電壓加到后級(jí)IC8的5腳，該級(jí)放大器為差分放大器，IC8的7腳輸出電流檢測(cè)信號(hào)又輸入到IC10后級(jí)反相放大器的同相輸入端6腳，由7腳輸出隨變頻器輸出電流大小變化的信號(hào)電壓，送入CPU的33腳。 可以看出，電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路信號(hào)的輸出，也是受IC6-HC00四二輸入與非門電路控制的。當(dāng)IC6的4腳輸出高電平時(shí)，D14、D16有可能正偏導(dǎo)通，抬高了IC10的1、7腳輸出電壓；當(dāng)IC6的4腳輸出低電平時(shí)，D14、D16反偏截止，IC10的1、7腳輸出電壓不受IC6的控制。至于IC10受控或不受控于IC6，在什么時(shí)間，什么條件下受控于IC6，是由CPU的17、41、37腳輸出電壓信號(hào)決定的。到底這是個(gè)怎樣的控制過(guò)程，須手頭有一臺(tái)康沃變頻器，實(shí)際通電驗(yàn)證才能得知的。因修理康沃變頻器的需要，緊迫和倉(cāng)促之間測(cè)繪了整機(jī)電路圖，機(jī)器一經(jīng)修復(fù)，即被用戶取走了，當(dāng)時(shí)情境下，也無(wú)法從容上電驗(yàn)證機(jī)器是如何對(duì)兩路檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行控制的。 但我想啊——通過(guò)一些變頻器的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，也似乎理清了一些頭緒——變頻器在起動(dòng)期間或是起動(dòng)的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，一是因輸出電壓與頻率都較低，二是負(fù)載情況不一樣，變頻器是暫緩電流檢測(cè)保護(hù)電路起控的，或者說(shuō)將保護(hù)閥值升高一點(diǎn)，在起動(dòng)后或者在起動(dòng)的后半段，再投入保護(hù)信號(hào)。起動(dòng)期間對(duì)IGBT模塊的過(guò)流保護(hù)，一般由驅(qū)動(dòng)電路的模塊故障檢測(cè)電路來(lái)執(zhí)行。 我推斷，IC6的電路，也是起到了這樣一個(gè)控制作用啊。 曠野之雪 2010年1月15日