發(fā)展歷程
變頻技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。
20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級(jí)產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術(shù)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器，開啟了變頻器工業(yè)化的新時(shí)代。
20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻（PWM－VVVF）調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實(shí)現(xiàn)。
20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的VVVF變頻器技術(shù)實(shí)用化，商品投入市場(chǎng)，得到了廣泛應(yīng)用。早的變頻器可能是日本人買了英國(guó)專利研制的。不過美國(guó)和德國(guó)憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，高端產(chǎn)品迅速搶占市場(chǎng)。
步入21世紀(jì)后，國(guó)產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場(chǎng)。上海和深圳成為國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地。
拆下變頻器的模塊后，用數(shù)字表的二極管擋測(cè)量模塊內(nèi)所有二極管的正反向電壓，均顯示正常，但P-V接線端間的阻值大于l00kΩ。用晶體管直流參數(shù)測(cè)試儀測(cè)試發(fā)現(xiàn)V相上管反向耐壓僅為0.5V左右，再用數(shù)字表kΩ，由此判斷變頻器的模塊已壞。
檢查發(fā)現(xiàn)，變頻器的氧化地方在b段。上電測(cè)量各個(gè)IGBT的G、E極間電壓均在0.6V左右。
對(duì)新購(gòu)回的模塊進(jìn)行“常規(guī)四項(xiàng)”測(cè)量，正常后裝入電路，上電測(cè)量靜態(tài)電壓無異常，啟動(dòng)丹佛斯變頻器試機(jī)，還沒來得及測(cè)量完各相輸出電壓是否平衡，又顯示故障代碼“Err14”。停機(jī)后，測(cè)得三相輸出端與電源正負(fù)端的電壓均正常，難道是檢測(cè)電路有誤?隨后多次試機(jī)發(fā)現(xiàn)：該變頻器有時(shí)上電就出現(xiàn)此故障，有時(shí)上電后不久才出現(xiàn)故障，有時(shí)要啟動(dòng)后才出現(xiàn)故障。
由于丹佛斯VLT2800系列機(jī)器中沒有輸出端電流傳感裝置，所以其過流、短路、接地等故障均是驅(qū)動(dòng)電路異常，或是IGBT導(dǎo)通壓降檢測(cè)部分異常所致，即上述二部分電路中尚有不穩(wěn)定的隱蔽故障存在。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，首先懷疑驅(qū)動(dòng)部分有問題。此時(shí)具有示波功能的ET521A視波表就派上用場(chǎng)了。
使用示波功能中的單次掃描功能反復(fù)檢測(cè)，后在V相上管IGBT的G-E結(jié)間檢測(cè)出尖峰脈沖，上電即報(bào)故障時(shí)所測(cè)波形如上圖所示，上電一段時(shí)間后才報(bào)故障時(shí)的波形如下圖所示。
經(jīng)多次測(cè)試后發(fā)現(xiàn)問題竟然是b段氧化銅箔處理的不夠徹底，即氧化的邊緣部分仍有較大的導(dǎo)通電阻。幸好此部分沒有完全在模塊下面，從模塊的鏍絲安裝部位缺口處將原來的細(xì)銅絲拆除，用更長(zhǎng)的一段細(xì)銅絲(長(zhǎng)度約為原銅絲的2倍)，焊接在原氧化銅箔上。檢查無誤后反復(fù)上電試機(jī)，一切正常，帶上負(fù)載后試機(jī)也正常。
變頻器在接入鼓風(fēng)機(jī)之前，電工決定先通電空載測(cè)試一下、誰知通電沒多長(zhǎng)時(shí)間，就發(fā)現(xiàn)冒煙，立刻關(guān)掉電閘。將變頻器打開后，發(fā)現(xiàn)主電路限流電阻很燙。該電工不以為然，在開蓋情況下又通電觀察一次。這一試，電阻倒是不冒煙了，但不一會(huì)兒，變頻器便因“欠壓”而跳問了。用萬用表量，該電阻已經(jīng)燒壞。
變頻器容量的確定
合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)，比較簡(jiǎn)便的方法有三種：
1）電機(jī)實(shí)際功率確定發(fā)。首先測(cè)定電機(jī)的實(shí)際功率，以此來選用變頻器的容量。
2）公式法。當(dāng)一臺(tái)變頻器用于多臺(tái)電機(jī)時(shí)，應(yīng)滿足：至少要考慮一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。
電機(jī)額定電流法變頻器。變頻器容量選定過程，實(shí)際上是一個(gè)變頻器與電機(jī)的匹配過程，常見、也較的是使變頻器的容量大于或等于電機(jī)的額定功率，但實(shí)際匹配中要考慮電機(jī)的實(shí)際功率與額定功率相差多少，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實(shí)際需要的能力小，因此按電機(jī)的實(shí)際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。對(duì)于輕負(fù)載類，變頻器電流一般應(yīng)按1.1N（N為電動(dòng)機(jī)額定電流）來選擇，或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的電機(jī)功率來選擇
開關(guān)電源損壞是眾多變頻器常見的故障，通常是由于開關(guān)電源的負(fù)載發(fā)生短路造成的，在眾多變頻器的開關(guān)電源線路設(shè)計(jì)上，安川變頻器因該說是比較成功的。616G3采用了兩級(jí)的開關(guān)電源，有點(diǎn)類似于富士G5,先由級(jí)開關(guān)電源將直流母線側(cè)500多伏的直流電壓轉(zhuǎn)變成300多伏的直流電壓。然后再通過高頻脈沖變壓器的次級(jí)線圈輸出5V、12V、24V等較低電壓供變頻器的控制板，驅(qū)動(dòng)電路，檢測(cè)電路等做電源使用。在第二級(jí)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)上安川變頻器使用了一個(gè)叫做TL431的可控穩(wěn)壓器件來調(diào)整開關(guān)管的占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。前幾期我們談到的LG變頻器也使用了類似的控制方式。用作開關(guān)管的QM5HL-24以及TL431都是較容易損壞的器件。此外當(dāng)我們?cè)谑褂弥腥缛袈牭酱潭募饨新?，這是由脈沖變壓器發(fā)出的，很有可能開關(guān)電源輸出側(cè)有短路現(xiàn)象。我們可以從輸出側(cè)查找故障。此外當(dāng)發(fā)生無顯示，控制端子無電壓，DC12V，24V風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時(shí)我們首先應(yīng)該考慮是否開關(guān)電源損壞了。