zh-cnGoodspeed Rss2Tue, 02 Dec 2008 15:42:47 GMTWed, 29 Aug 2007 22:45:51 GMThttp://blog.cechinamag.com/tianyalaike/26132/message.aspx<p>　　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。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后，如果有不正确地方，望您指正，如果觉得还行支持一下，给我一些鼓动！<br><br>　　<strong>变频器维修入门--电路分析图<br></strong>　　<br>　　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2.1是它的结构图。&nbsp; </p> <p><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/570d86c7-71b2-4931-b6a2-204623ecd9fc.jpg" target=_blank><img height="115" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/570d86c7-71b2-4931-b6a2-204623ecd9fc.jpg" width="400"></a></p> <p>1）驱动电路 <br>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。 <br>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）。 </p> <p><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/f791fd0f-af4c-4787-b888-bf7c03566178.jpg" target=_blank><img height="185" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/f791fd0f-af4c-4787-b888-bf7c03566178.jpg" width="400"></a><br><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/5b10c154-8758-4295-a6bb-4789781b6316.jpg" target=_blank><img height="140" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/5b10c154-8758-4295-a6bb-4789781b6316.jpg" width="400"></a><br>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。 <br>2）保护电路 <br>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。 <br>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。 <br>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。</p> <p><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/709b3564-2734-4ffd-b3c9-a2be26cde846.jpg" target=_blank><img height="174" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/709b3564-2734-4ffd-b3c9-a2be26cde846.jpg" width="400"></a></p> <p>&nbsp;3）开关电源电路 <br>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。</p> <p>&nbsp;<a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/8dc4c907-9cf9-4fa6-8ed0-4b57fffd57e7.jpg" target=_blank><img height="239" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/8dc4c907-9cf9-4fa6-8ed0-4b57fffd57e7.jpg" width="400"></a></p> <p>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。 <br>4）主控板上通信电路 <br>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。</p> <p>&nbsp;<a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/11825a6e-db99-4b57-80e1-0e26b4ba0ad6.jpg" target=_blank><img height="220" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/11825a6e-db99-4b57-80e1-0e26b4ba0ad6.jpg" width="400"></a></p> <p>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。 <br>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。 <br><br>5）外部控制电路 </p> <p>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。<br>　　<br>　<strong>　在下面文章中,上传了有关变频器的维修知识供大家分享!<br>　　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。<br></strong>　<strong>　变频器开关电源电路</strong><br>　　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。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：<br>　<strong>　开关电源主要有以下特点:</strong><br>　　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%<br>　　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%<br><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/9fdd38b3-c16e-4f40-990b-6ea3cda63bc7.jpg" target=_blank><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/9fdd38b3-c16e-4f40-990b-6ea3cda63bc7.jpg" target=_blank><img height="277" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/9fdd38b3-c16e-4f40-990b-6ea3cda63bc7.jpg" width="400"></a></a><br>　　<br>　　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。<br>　　1、 二极管并联限幅器电路图如下所示：<br>　　 <img src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/cf6a294e-215c-4021-9d4a-0bb3f3381340.jpg"></p> <p>　　2、二极管串联限幅电路如下图所示：　　</p> <p><img src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/42db0a35-6cf0-4ebc-9244-98a76fe7379d.jpg"><br>　　<br><strong>　　变频器控制电路组成</strong><br>　　<br>　　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。<br>　　 <a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/e3d3cb07-8d20-473f-831f-da6bd90bc47f.jpg" target=_blank><img height="300" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/e3d3cb07-8d20-473f-831f-da6bd90bc47f.jpg" width="400"></a><br>　　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。 <br>　　　　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。 <br>　　　　2)电压、电流检测电路 <br>　　　　 与主回路电位隔离检测电压、电流等。 <br>　　　　3)驱动电路 <br>　　　　 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。 <br>　　　　4)I/0输入输出电路 <br>　　　　 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。 <br>　　　　5)速度检测电路 <br>　　　　 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。 <br>　　　　6)保护电路 <br>　　　　 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。 <br>　　　　 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 　　<br>　　<br><strong>　　变频器驱动电路的HCPL-316J特性</strong> <br>　　<br>　　　　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。 <br>　　<br><strong>　　HCPL-316J保护功能的实现 <br></strong>　　<br>　　　　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： <br>　　<br>　<strong>　(1)IGBT欠压锁定保护(UVLO)功能 <br></strong>　　<br>　　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。 <br>　　<a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/5974d83f-e1e8-4149-a5f8-13eec27d4f43.jpg" target=_blank><img height="205" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/5974d83f-e1e8-4149-a5f8-13eec27d4f43.jpg" width="400"></a></p> <p>　　图1 HCPL-316J内部原理图 <br>　　<br>　<strong>　(2)IGBT过流保护功能</strong> <br>　　<br>　　　　HCPL-316J具有对IGBT的过流保护功能，它通过检测IGBT的导通压降来实施保护动作。同样从图上可以看出，在其内部有固定的7V电平，在检测电路工作时，它将检测到的IGBT C～E极两端的压降与内置的7V电平比较，当超过7V时，HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT，同时，一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧，以便于采取相应的解决措施。在IGBT关断时，其C～E极两端的电压必定是超过7V的，但此时，过流检测电路失效，HCPL-316J芯片不会报故障信号。实际上，由于二极管的管压降，在IGBT的C～E 极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。 <br>　　<a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/c89a3b20-3ec6-40a8-892b-74abd1ece11b.jpg" target=_blank><img height="180" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/c89a3b20-3ec6-40a8-892b-74abd1ece11b.jpg" width="400"></a><br>　　</p> <p><br>　　整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)产生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL-316J，同时HCPL-316J产生的IGBT故障信号FAULT*给控制器。同时在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流能力，匹配IGBT驱动要求。 <br>　　<br>　　当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电平时，推挽电路上管(T1)导通，下管(T2)截止， 三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上，IGBT VCE为15V，IGBT导通。当HCPL-316J输出端VOUT输出为低电平时，上管(T1)截止，下管(T1)导通，VCE为-9V，IGBT关断。以上就是IGBT的开通关断过程。 </p>http://blog.cechinamag.com/tianyalaike/26132/message.aspx SCADAWed, 29 Aug 2007 22:26:25 GMThttp://blog.cechinamag.com/tianyalaike/26131/message.aspx<p>　<strong>　1引言</strong><br>　　传统水电站监控系统一般采用仪表监控和计算机监控，在厂站端用微机远动装置RTU作为数据采集设备，电厂站仅仅作为数据采集与传输单元向调度中心发布信息，大部分监护和控制动作都需要手工完成，自动化水平低。随着电力系统自动化水平的提高，传统电站监控系统已不能满足要求，电厂站除数据采集与向调度中心发布信息外，同时需具备图形、曲线、报表处理等功能。把工业计算机（IPC）用于电力系统厂站端的实时监控专家系统可以和RTU通讯，并将所得的数据信息加工处理成为用户需要的形式，实现电站的实时监控。此系统是基于专家系统的，称为电站实时监控专家系统。系统提供一次接线图实时刷新显示，使值班人员对电器运行状况一目了然；实时数据表显示与打印功能取代了传统的、烦琐的手工抄表；事件顺序记录和事故追忆功能为分析事故原因带来方便；历史记录存档功能使厂站的生产运行情况有案可查；丰富的曲线功能为了解电气参数的变化规律提供了客观依据；系统支持用户进行遥控和遥调。在电厂站端采用IPC实时监控专家系统后，可达到无人监控、少人值班的高自动化水平，减轻了操作人员工作强度，提高了电厂站运行的安全可靠性。<br>　<strong>　2实时监控专家系统结构</strong><br>　　电站实时监控专家系统采用分层分布式开放型网络结构。系统分为两层，即厂站级控制层和现地控制单元。两层之间采用可靠的双网冗余快速以太网总线结构。系统结构如图1所示。厂站级控制层由下列设备组成：<br>　　图1系统结构图</p> <p><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/47faa71b-0437-4ffc-bd05-7a413010598b.gif" target=_blank><img height="228" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/47faa71b-0437-4ffc-bd05-7a413010598b.gif" width="400"></a><br>　　2.1主控计算机（专家处理机）两套，以互为热备用方式工作，完成计算机监控系统的管理。包括AGG/AVC计算和处理、数据库管理、在线及离线计算、图表曲线的生成、事故及故障信号的分析处理等。<br>　　2.2操作员工作站设两套，每套工作站带两个显示器（双屏），两台工作站互为热备用方式，一台用于监控，一台用于监视。当监控工作站因故退出时，可自动或手动升为监控站。<br>　　2.3工程师兼培训工作站用于修改定值、增加和修改画面、系统维护、软件开发及远程诊断。还可以离线设置，仿真培训。<br>　　2.4历史数据兼打印报表计算机用于完成历史数据查询、报表打印等。<br>　　2.5通讯处理机完成与网调、省调EMS系统进行实时数据交换，与厂内其他系统（MIS系统、水情测报系统、五防机等）进行通讯。<br>　　2.6电话及语音报警计算机用于语音报警输出、电话语音查询、报警自动传呼等。<br>　　2.7其他设备包括GPS时钟系统、网络设备、不间断电源系统（UPS）、模拟屏、模拟屏控制机、打印机等。<br>　　现地层控制主要由5套现地控制单元（LCU）组成。其中3套机组LCU，一套开关站LCU，一套公用设备LCU。各LCU分别完成各自监控对象的数据采集及处理，并向网络传送数据，接受上位机的命令和管理。同时单个LCU具有独立的控制、调节和监视功能，配有键盘和监视器。当与上位机系统脱机时，仍可进行必要的控制调节和监视。现地控制单元（LCU）由工控机和PLC及远程I/O等设备组成。<br>　　用作专家系统的主控机在系统中实现高层次的推理，其中包括诊断的反向推理，同时监控系统的运行过程，并对面向图形的知识获取系统加以控制，专家系统通过多通道数据总线LCU和以太网传送实时数据，实现数据的实时处理，从而实现专家系统的实时控制。<br>　　<strong>3实时专家系统软件流程<br></strong>　　系统的软件分为三个部分：知识库编辑、数据库编辑、安全监控（推理机）。知识库是专家系统的重要组成部分，它以适当形式表示专家（工程设计者）所拥有的关于电站安全运行的电气、机械等各方面的专业知识，包括确定性知识和经验知识。数据库是存放专家系统当前工作已知的一些情况，如有功/无功给定值、导叶开度、发电机输出电压、电流等。推理机（安全监控）实质是计算机的一组程序，目的在于控制、协调整个专家系统工作，根据机组运行的当前输入数据或信息，利用知识库的知识，按一定的推理策略去处理、解决当前的问题。其中知识库编辑、数据库编辑为离线，安全监控软件为实时在线。安全监控软件的结构如图2所示。在初始化之后，实时监控系统将在数据库定义软件中生成各类数据库、曲线、棒图、报表及知识库装入，并在内存中为其分配工作空间。实时监控的主要功能有厂站图表处理、文档处理及操作票打印等功能。厂站图表功能包括：</p> <p><a href="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/e7a0cec6-5475-413b-9da7-0258b6185fbf.gif" target=_blank><img height="279" alt="点击看大图" src="http://www.cechinamag.com/Upload/Blog/2007/8/29/e7a0cec6-5475-413b-9da7-0258b6185fbf.gif" width="400"></a></p> <p>　　图2实时专家系统软件流程图<br>　　3.1一次图实时刷新显示将图形编辑软件中定义的各种图表显示出来，并根据实时数据值刷新动态点。用户亦可在一次图面上用鼠标选中点进行手工修改刀闸状态操作。或选中遥控开关、遥调变压器分接头遥控、遥调操作、开关合分、变压器分接头升降。系统将每次操作情况均存入“操作记录”中，备日后查询。<br>　　3.2棒图显示可规定上限和下限，正常时为绿色，越上限为红色、越下限为黄色。<br>　　3.3实时数据表功能可取代传统电厂站端的模拟表屏，既降低成本，又安全可靠。<br>　　3.4电能量表包括每块电度表的表盘值和电能量值列表显示。<br>　　数据处理功能包括：功率总加显示、电能量图表和曲线处理。<br>　　远动配置显示功能：可显示系统所联接各台远动装置（RTU）的YX、YC、PA原码，以备维护数据采集装置时参考。<br>　　历史记录处理功能包括：异常情况记录（遥信变位和遥测越限）、事件顺序记录（连续变位的状态量顺序记录）、事故追忆记录（当事故发生时记录其前后各三点重要遥测量值）和操作记录（包括遥控和遥调时间、成否、操作员记载）。每类记录均包括时间、相应变化的中文说明及该点状态，所记录的内容均解帧程序模块中实时生成。<br>　　文档管理包括：报表处理及文本编辑。<br>　　操作票打印功能：提供用户打印100幅常用操作票的能力。为了确保系统的实时性不受影响，所有打印操作均采用中断打印，即占用IPC的中断请求IRT，在中断服务程序中进行。<br>　　实际上，专家系统的主要任务是应用现有的或过去的知识进行推理以解决问题，即对系统进行实时监护和控制，达到厂站系统安全稳定运行的目的。当机组运行时，系统存在很多不确定因素，要使系统运行稳定可靠，监控系统就必须能实时在线处理各种突发事件，使系统稳定。如：当系统稳定运行时发生线路短路（特别是暂时故障），监控系统会使系统实现自动重合闸来切除故障；火灾事故时，监控系统会启动火灾报警系统和自喷淋系统；当机组轴电流过大时，二级报警且事故停机等。<br>　　以主变出口断路器外线路发生单相接地（永久性故障短路）为例。LCU采集到短路信号数据并从以太网传到主控机（专家系统处理机），主控机通过“分析”，作出实时“命令”，改变厂站图表一次图中刀闸的状态且向LCU发出相应的命令来实现输电线路自动重合闸，实时数据表也将对系统的动作有相应的动作，历史事件中操作记录、异常情况功能将记录下所发生的异常情况和操作。若系统永久性故障短路系统重合闸后故障不能切除，主控机收到故障信息重新作出分析后，给出事故停机令，此时专家系统又通过改变一次图并向LCU发出事故停机令来完成机组事故停机令，并在历史数据功能中记录下详细的操作、异常情况和事件顺序等，若系统有中断请求，RTU将和远方发生通讯。这样从故障发生到事故停机，整个监控专家系统在无值班人员的任何干涉和操作下完成机组事故停机，实现了系统的实时监控。<br><strong>　　4结束语</strong><br>　　本文将实时专家系统引入电站监控系统，实现了机组的无人监控、少人值班，提高了电站的自动化水平和安全可靠性，减轻了运行人员的负担。<br></p>http://blog.cechinamag.com/tianyalaike/26131/message.aspx 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