易事特UPS代理

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变频器基本电路原理_变频器原理图

        要想做好变频器维修，当然了解变频器基础知识是相当重要的，也是迫不及待的！变频器维修入门－－电路分析图 对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图1是它的结构图。 
 
变频器基本电路图分析   
        目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。 
1）整流电路 
        如图所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。 
 
2）滤波电路 
        逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。 
       通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。 
3）逆变电路 
        逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。 
        最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件（GTR、IGBT、GTO等）组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断，可以得到任意频率的三相交流输出。 
        通常的中小容量的变频器主回路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路及驱动电路。如三菱公司生产的IPMPM50RSA120，富士公司生产的7MBP50RA060，西门子公司生产的BSM50GD120等，内部集成了整流模块、功率因数校正电路、IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz，保护功能为欠电压、过电压和过热故障时输出故障信号灯。 
        逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功能是当频率下降时，异步电动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反馈至直流电路提供通道。在逆变过程中，寄生电感释放能量提供通道。（http://www.diangon.com/版权所有）另外，当位于同一桥臂上的两个开关，同时处于开通状态时将会出现短路现象，并烧毁换流器件。所以在实际的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅助电路，以保证电路的正常工作和在发生意外情况时，对换流器件进行保护。
1）驱动电路 
       驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号，经光电隔离和放大后，作为逆变电路的换流器件（逆变模块）提供驱动信号。 
        对驱动电路的各种要求，因换流器件的不同而异。同时，一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是，大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑，这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路（驱动电路电源见图2.3）。

        变频器驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路，三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。 
2）保护电路 
        当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小，甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能，都设法增加保护功能，提高保护功能的有效性。 
        在变频器保护功能的领域，厂商可谓使尽解数，作好文章。这样，也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路，软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等，内部都具有保护功能。 
        图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。 
 
3）开关电源电路 
开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路及风机等电路提供低压电源。图2.5富士G11型开关电源电路组成的结构图。 
 
        直流高压P端加到高频脉冲变压器初级端，开关调整管串接脉冲变压器另一个初级端后，再接到直流高压N端。开关管周期性地导通、截止，使初级直流电压换成矩形波。由脉冲变压器耦合到次级，再经整流滤波后，获得相应的直流输出电压。它又对输出电压取样比较，去控制脉冲调宽电路，以改变脉冲宽度的方式，使输出电压稳定。 
4）主控板上通信电路 
       当变频器由可编程（PLC）或上位计算机、人机界面等进行控制时，必须通过通信接口相互传递信号。图2.6是LG变频器的通讯接口电路。 

        变频器通信时，通常采用两线制的RS485接口。西门子变频器也是一样。两线分别用于传递和接收信号。变频器在接收到信号后传递信号之前，这两种信号都经过缓冲器A1701、75176B等集成电路，以保证良好的通信效果。 
      所以，变频器主控板上的通信接口电路主要是指这部分电路，还有信号的抗干扰电路。 
5）外部控制电路 
        变频器外部控制电路主要是指频率设定电压输入，频率设定电流输入、正转、反转、点动及停止运行控制，多档转速控制。频率设定电压（电流）输入信号通过变频器内的A/D转换电路进入CPU。其他一些控制通过变频器内输入电路的光耦隔离传递到CPU中。 
       在下面文章中,上传了有关变频器的维修知识供大家分享! 根据大家对我的提议以及对我的支持，现在将一些变频器最基本，基础的知识贡献给大家。变频器开关电源电路、变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。（http://www.diangon.com/版权所有）我们公司产品开关电源电路如下图，是由UC3844组成的开关电路：开关电源主要有以下特点: 1,体积小,重量轻:由于没有工频变频器，所以体积和重量吸有线性电源的20~30% 2，功耗小，效率高：功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管的上功耗小，转化效率高，一般为60~70%，而线性电源只有30~40%  

二极管限幅电路 
        限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。其特点是：当输入信号电压在某一范围时，电路处于线性放大状态，具有恒定的放大倍数，而超出此范围，进入非线性区，放大倍数接近于零或很低。在变频器电路设计中要求也是很高的，要做一个好的变频器维修技术员，了解它也相当重要。 
1、 二极管并联限幅器电路图如下所示： 
 
2、二极管串联限幅电路如下图所示：
 
变频器控制电路组成 
        如图1所示，控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。
  
      在图 1点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。
 　　1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
 　　2)电压、电流检测电路 　　 与主回路电位隔离检测电压、电流等。
 　　3)驱动电路
 　　 为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
 　　4)I/0输入输出电路
 　　 为了变频器更好人机交互，变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号，还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。
 　　5)速度检测电路
 　　 以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
 　　6)保护电路
 　　 检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。 
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下:
 变频器驱动电路的HCPL-316J特性 
 　　HCPL-316J是由Agilent公司生产的一种IGBT门极驱动光耦合器，其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供了保障。其特性为：兼容CMOS/TYL电平；光隔离，故障状态反馈；开关时间最大500ns；“软”IGBT关断；欠饱和检测及欠压锁定保护；过流保护功能；宽工作电压范围(15～30V)；用户可配置自动复位、自动关闭。 DSP与该耦合器结合实现IGBT的驱动，使得IGBT VCE欠饱和检测结构紧凑，低成本且易于实现，同时满足了宽范围的安全与调节需要。
 HCPL-316J保护功能的实现
 　　HCPL-316J内置丰富的IGBT检测及保护功能，使驱动电路设计起来更加方便，安全可靠。其中下面详述欠压锁定保护(UVLO) 和过流保护两种保护功能的工作原理：
 (1)IGBT欠压锁定保护(UVLO)功能
 　　在刚刚上电的过程中，芯片供电电压由0V逐渐上升到最大值。如果此时芯片有输出会造成IGBT门极电压过低，那么它会工作在线性放大区。HCPL316J芯片的欠压锁定保护的功能(UVLO)可以解决此问题。当VCC与VE之间的电压值小于12V时，输出低电平，以防止IGBT工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。示意图详见图1中含UVLO部分。

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产品详细信息
伊顿UPS电源维修与常见故障检修
伊顿C3kVA UPS常见故障检修：
一、 控制部分维修参数 
软启动 
当系统重新开机或系统重置(复位)时(包括过载恢复、自动复位)，系统有软启动功能。 
软启动维修参数：每32ms逆变器输出电压上升约3Vac,至约220Vac时停止。 
 电压跟随 
当软启动完成后，尚未切入逆变器前，逆变器会跟随输入电压，再切到逆变器继电器。 
电压跟随维修参数：输入交流电压在160V～276V之间时，才执行电压跟随功能。当电压高于276V时，只跟随到276V；若电压低于160V时，只跟随至160V。执行时每隔128ms依输入电压高低加减3V。 
 逆变器STS切换 
      当逆变器继电器在接通瞬间，逆变器STS同时接通，延迟32ms后，逆变器STS断开。 
 锁相 
监测市电频率作为逆变器锁相依据，以过零监测信号做相位调整，若市电频率稳定且同步时，相位差小于3度，频率误差小于0.01Hz。 
锁相维修参数：市电频率变化率小于1Hz/s，最大为2Hz/s。当市电频率超出±3Hz时，不进行锁相而是以系统频率运行，并转至蓄电池供电的逆变模式。当市电频率恢复到±2.5Hz内时，再进行锁相，恢复到市电供电的逆变模式。 
 市电电压监测 
当交流市电电压低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式；当市电恢复到170V～266V时，系统返回到市电供电的逆变模式。 
市电电压监测维修参数：每隔16ms监测市电电压一次。当市电电压连续5次低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式； 
当市电电压恢复后，连续5次测量值在170V～266V范围内，且频率也符合要求时，则系统返回到市电供电的逆变模式。 
 输出频率选择与设定 
当有市电开机时，系统监测输入电源频率来设定输出频率；若是直流开机，则以上次输出频率来设定。 
输出频率选择与设定的维修参数：输入电源频率为40～55Hz时，输出设定为50Hz；输入电源频率为55～70Hz时，输出设定为60Hz。 
 三角波维修参数 
CPU送出38.4kHz方波，再经4013二分频得到19.2kHz的方波，再经积分器积分成三角波。 
 输出电压维修参数 
系统上电时，读取后盖板处DIP开关位置来设定输出电压，如表2所示。 
 输出电压调整 
系统每16ms读取逆变器电压与设定电压值做比较，并自动调整输出。 
输出电压维修参数：若系统读取逆变器电压与设定电压值相差约10V时，CPU立即改变参考电压，使输出电压加减约3V；若系统读取逆变器电压与设定电压值相差低于10V时，CPU累计差值，若差值超过3V时，CPU改变参考电压，使输出电压加减约1V。 
 A/D采样 
 每半周采样一次：电池电压；正高压直流电压；负高压直流电压；温度。 
 每隔8个基准正弦波点时采样一次： 市电电压；输出电压；输出电流。 
 A/D维修参数：CPU于每周期开始，改变采样点的初始位置，使每隔8个基准正弦波采样一次，从而使A/D采样达到扫描的效果，采样值存入128个RAM内(128个RAM填满需8个周期)。 
电压、电流、功率计算 
瞬间断电检测 
CPU每隔4ms计算最近一周期采样的市电电压的A/D值，若小于150V则当做断电。 二、 保护部分维修参数 
（1）电池电压检测与过电压保护 
1、电池过电压保护 
当每个电池电压高于直流15V时，UPS自动转入蓄电池供电模式，直到每个电池电压低于约直流13.5V时，UPS再恢复至原先状态，在此期间UPS长鸣并于面板显示告警。 
2、电池电压检测 
放电时，UPS每4秒鸣叫一次；当每个电池电压低于约直流11V时，UPS每秒鸣叫一次；当每个电池电压低于约直流10V时，若输入电压为零，则UPS关闭，并准备自动复位；若输入电压超出限额，则视为开机条件错误，UPS每0.5秒鸣叫一次并于面板显示告警。 
二、逆变器输出短路及输出电压保护 
（1） 输出短路保护 
当逆变器输出反馈连续64ms无过零点时，视为输出短路，UPS输出关断，UPS长鸣并于面板显示告警。 
（2）输出电压保护 
当逆变器输出反馈电压连续80ms低于140V或高于276V时，视为输出欠压或过压而保护，UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警。 
（3）BUS过电压保护 
当BUS电压连续64ms超过440V时，则认为BUS过电压而进行保护，UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警。 
（4）逆变器限流保护 
保护线路监测输出电流值，若超过额定电流3.6倍时，限流保护线路立即关闭PWM，以19.2kHz的周期重置PWM，直到输出电流值小于额定电流3.6倍时为止。 
（5）过温度保护 
当系统温度过高时，温度开关跳脱，使UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警(侦测时间0.5s)。 
（6）负载保护 
110％～130％ 
若UPS从旁路跳转至逆变前，检测到负载超过110％，则无法进入逆变状态，此时UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态。若开机后，检测到负载在110％～130％之间，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，10s后UPS跳至旁路模式；此后若负载减轻至100％以下，则UPS重新软开机。若UPS在蓄电池供电模式下检测到负载在110％～130％之间，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态；若负载未减轻至100％以下，则10s后UPS转至旁路模式，此状态只有按OFF键才能解除。 
大于130％ 
若开机后检测到负载大于130％，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，同时UPS转至旁路状态。此后若负载减轻至100％以下，则UPS重新开机。若UPS在蓄电池供电模式下检测到负载大于130％， 则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态；同时UPS转至旁路模式；此状态只有按OFF键才能解除。 
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UPS电源为新型工业化发展提供十足动力

有数据显示，发达国家的工业UPS电源占UPS市场总额的60%以上，与此相比，中国工业UPS市场规模要小得多，然而发展潜力巨大。尤其是经过21 世纪最初10余年的发展，中国的新型工业化已经驰上快车道，信息化与工业化开始走向深度融合，中国工业动力市场正步入新一轮的繁荣期。在中国这一大市场当中，伊顿网络能源基于深厚的技术积累和为客户关键业务提供卓越保护的理念，成为网络动力包括工业动力市场的知名品牌，在未来工业动力市场的大发展中也必将获得更大的竞争优势。

深挖工业市场。 伊顿网络能源在工业市场的发展之路，与近年来中国工业化与信息化的融合之路比肩而行。新型工业化，需要信息通信技术、自动化技术的支持，从而更需要保障这些技术的网络动力的支撑。作为网络动力整体解决方案的主流提供商，伊顿网络能源始终将工业市场作为发展重点之一，为该市场提供了十足的动力支持。

伊顿网络能源的一体化动力解决方案，包括供配电系统、机房精密空调等面向工业应用的全线产品，服务于莱芜钢铁、抚顺石化、英利太阳能等工业领域。其动力设备在带载能力、并联技术、智能化管控及绿色节能等方面均表现出非凡的综合性能，很好地满足了工业领域的应用需求，其基于先进智能技术打造的高可靠、节能型方案，在工业领域实际应用中经受了严格检验。当前，在既有市场规模的基础上，伊顿网络能源又加大了对工业领域的拓展力度，工业市场已经成为其几大业务支撑之一。

整合技术优势。 与UPS电源等网络动力设备不同，工业领域的UPS应用要求更加苛刻，技术条件更高，比如涉及到大功率能量变换的电力电子技术、数字化控制技术交流电源并联冗余技术、绿色节能技术等等，只有拥有大功率电力电子技术、相关的生产与服务能力以及丰富的行业应用经验的厂商，才能成为“合格的”工业动力设备提供商。

经过长期以来的技术整合与市场拓展，伊顿网络能源在工业UPS领域已经形成了良好的市场品牌，能够提供满足各种工业应用场合的完整供电解决方案，能够适应工业环境电网波动频繁的特点，也可以按照工业环境要求提供不同的防护等级。最近两年来，由于全球工业UPS领域的先锋克劳瑞德的并入，伊顿网络能源在工业市场更是如虎添翼，竞争优势大大增强。现在，伊顿Synergy系列UPS，克劳瑞德SynergyiPRO 3100系列UPS，在工业市场应用中都广受欢迎。