電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過(guò)電流

通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。

空載輸出電壓正常，帶載后顯示過(guò)載或過(guò)電流

通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化，模塊損壞引起。

工作時(shí)狀態(tài) 和普通晶體管一樣，GTR也是一種放大器件，具有三種基本的工作狀態(tài)：

⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點(diǎn)是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。

GTR處于放大狀態(tài)時(shí)，其耗散功率Pc較大。設(shè)Uc=200V，Rc=10Ω，β=50，Ib=200mA（0.2A）計(jì)算如下：Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時(shí)，Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當(dāng)βIb>Uc/Rc 時(shí)，Ic=βIb的關(guān)系便不能再維持了，這時(shí)，GTR開(kāi)始進(jìn)入“飽和"狀態(tài)。而當(dāng)Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定，即 Ics≈Uc/Rc 時(shí)，GTR便處于深度飽和狀態(tài)（Ics 為飽和電流）。這時(shí)，GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。

GTR處于飽和狀態(tài)時(shí)的功耗是很小的。上例中，設(shè)Uces=2V，則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W

可見(jiàn)，與放大狀態(tài)相比，相差甚遠(yuǎn)。

⑶截止?fàn)顟B(tài) 即關(guān)斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結(jié)果。

在截止?fàn)顟B(tài)，GTR只有很微弱的漏電流流過(guò)，因此，其功耗是微不足道的。

GTR在逆變電路中是用來(lái)作為開(kāi)關(guān)器件的，工作過(guò)程中，總是在飽和狀態(tài)間進(jìn)行交替。所以，逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述，如果GTR處于放大狀態(tài)，其功耗將增大達(dá)百倍以上。所以，逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。

開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電源電路，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開(kāi)關(guān)變壓器相隔離，開(kāi)關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開(kāi)關(guān)變壓器為降壓變壓器。開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)如下：

1)開(kāi)關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來(lái)調(diào)整輸出電壓的，稱(chēng)為時(shí)間比例控制，又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。

2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式。開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí)， 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止，開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲(chǔ)能〈電磁轉(zhuǎn)換）。開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能（磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反， 實(shí)際應(yīng)用不多。

3)從開(kāi)關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來(lái)看，有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號(hào)的來(lái)源看，又分為自激（分立零件）和他激式（IC電路）開(kāi)關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開(kāi)關(guān)管有采用雙極型器件和采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的。

5)小功率變頻器采用單端正激式電路，大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開(kāi)關(guān)電源，常提供以下幾種電壓輸出：CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電；電流、電壓、溫度等故障檢測(cè)電路、控制電路的±15V供電；控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動(dòng)電路的供電，該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。

任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)重。變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路，形式上比較單一，結(jié)構(gòu)上也比較簡(jiǎn)單。但是簡(jiǎn)單電路也可能會(huì)產(chǎn)生疑難故障。開(kāi)關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀，電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。

上電后無(wú)反應(yīng)，操作顯示面板無(wú)顯示，變頻器好像沒(méi)通電一樣。測(cè)量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0，測(cè)量變頻器主接線端子電阻正常，那么大致上可以斷定問(wèn)題是出在開(kāi)關(guān)電源電路了。

采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化，很可能引起與電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。噪聲問(wèn)題及對(duì)策

（1）用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量，氣隙的高次諧波磁通增加，故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征：由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振，則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振，在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。

變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量，可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí)，要檢查與軸系統(tǒng)（含負(fù)載）固有頻率的諧振。

（2） 振動(dòng)問(wèn)題及對(duì)策變頻器工作時(shí)，輸出波形中的高次諧波引起的磁場(chǎng)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合，造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量，在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí)，低次的諧波分量小，影響變小。

減弱或消除振動(dòng)的方法，可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)，可改用正弦波PWM方式變頻器，以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng)，為防止振動(dòng)，必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。負(fù)載匹配及對(duì)策生產(chǎn)機(jī)械的種類(lèi)繁多，性能和工藝要求各異，其轉(zhuǎn)矩特性不同，因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì)，即負(fù)載特性，然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類(lèi)型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類(lèi)型，應(yīng)選不同類(lèi)型的變頻器。

（3） 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類(lèi)負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦類(lèi)負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的左右，所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大，過(guò)載時(shí)間和過(guò)載能力大的變頻器，如FR-A540系列。位能負(fù)載一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器，如FR-A241系列。

（4） 風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合合適。這類(lèi)負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可，如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí)，功率急劇增加，有時(shí)超過(guò)電動(dòng)機(jī)變頻器的容量，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn)，故對(duì)這類(lèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。

（5） 恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題：在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，，所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合沒(méi)有問(wèn)題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，因此要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。