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    西门子变频器通讯板

    更新时间:2020-09-20   浏览数:107
    所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子变频器通讯板
    产品数量:100.00个
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    西门子变频器通讯板

    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。


    变频器维修入门--电路分析图 对于变频器维修,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。下图是它的结构图。

    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1.2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,整流器件的大反向电压一般为1200—1600V,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。

    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**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。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 .

    4、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、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。图二是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。

    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。

    5、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小,甚至减少到零。每个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。

    图四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。

    6、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。图五富士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。

    7、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。图六是LG变频器的通讯接口电路。

    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。

    8、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。

    电力行业的节能、减排、降耗形势愈加严峻下,全球变频器市场规模庞大,我国安装容量(功率)增长率约20%,美国安装容量(功率)增长率约17%,韩国安装容量(功率)增长率约14%,以下是变频器行业发展现状分析。

    近年来,我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势,但增速有所下降。2016年我国变频器行业的市场规模为416.77亿元,平均4年复合增长率为8.74%。由于下游行业设备投资意愿不强,订单增速放缓,我国变频器市场出货量下滑,国内变频器企业急需缩小技术差距,加强质量控制,攻占高端市场。

    2017年,我国变频器市场规模约453.2亿元,其中高压变频器市场规模超117亿元,增速在10%以上。变频器行业分析指出,高压变频器下游大多为高耗能的国有大中型企业,需求旺盛;同时在环保、节能等趋势下,一系列政策为我国高压变频器市场提出了指导方向,“十三五”规划也强调实施全民节能行动计划。高压变频器应用领域涉及电力等多种行业,我国高压变频器市场一直保持着较高的增长率。

    2018年,我国变频器市场规模增长至473.1亿元,同比增长12.7%。变频器行业发展现状指出,新产品成为公司发展的主力。利德华福、智光电气、英威腾、九洲电气、森兰、中达电通等众多知名国内企业将提供量身定制的整体方案及全球联保服务。

    预计变频器市场规模在未来5年内将会保持10%以上的增长率;而目前我国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右。随着市场的扩大和用户端需求的多样化,国内变频器产品的功能在不断完善和增加,集成度和系统化越来越高,并且已经出现某些专用变频器产品。

    目前,我国市场上的变频器厂家有300多家,

    其中20至30家左右占据了近80%的市场份额。国内变频器市场外资先入为主迅速占领市场份额,目前在中国中高端变频器市场仍占主导地位。国内大部分本土企业成立时间不长,其本土变频器产品进入市场的时间也较短,因此在产品成熟度和知名度方面还很难与国外媲美,与国外仍存在一定差距。

    我国市面上的变频器主流仍旧是国外。众多国外占据大部分国内变频器市场份额的状况已经持续了很长的一段时间了。国产与国外的竞争在中国这个广阔的市场上从未停歇,就竞争的本质来说,二者的竞争对于促进行业的发展具有一定的积极作用。但是,国产的崛起应当是大多数国人希望看到的。

    变频器行业发展现状认为,未来我国变频器行业将着重朝着如下方向发展:

    1、智能化的变频器安装到系统后,不必进行那么多的功能设定,就可以方便地操作使用,有明显的工作状态显示,而且能够实现故障诊断与故障排除,甚至可以进行部件自动转换。利用互联网可以遥控监视,实现多台变频器按工艺程序联动,形成优化的变频器综合管理控制系统。

    2、保护环境,制造“绿色”产品是人类的新理念。今后的变频器将更注重于节能和低公害,即尽量减少使用过程中的噪声和谐波对电网及其他电气设备的污染干扰;主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化,开关频率不断提高,开关损耗进一步降低,以上便是变频器行业发展现状分析所有内容了。

    PLC控制变频器,在工业控制中比较常见,用户通过PLC控制变频电机的启停,调速,并监控电机的运行状态。

    那么PLC控制变频器是如何实现的么?

    常用的方式有两种,一种是采用通讯网络进行控制,另一种是通过触点物理控制。

    控制方式

    通讯控制优点:接线少,所需中间设备少。

    缺点:通讯易被变频器干扰,需要在程序中做通讯程序段。

    触点控制优点:不用写通讯程序,控制简单,抗干扰能力强。

    缺点:需要中间继电器,接线较多。

    在变频器与PLC控制系统中,变频器与PLC不同柜,若是现场不允许分别布置,必须设置在同一个柜子中,要将PLC与变频器分割开,使用镀锌板,并将两者的接地单独设置,否则变频器运行时,可能会干扰PLC的正常运行,我们先了解下为什么变频器会对PLC产生影响。

    干扰类型

    谐波在变频器的日常运行工作中,总是产生不同性质的高次谐波,这些高次谐波的存在会对电网、电气设备以及其他装置造成很大的危害。目前,很多变频器装置的前端位置都进行了电抗器的有效配置,这在一定程度上可以减缓高次谐波所带来的危害,但是,针对于一些更高的谐波来说,其是起不到滤除阻抗作用的。这些不能够被滤掉的更高次谐波极易对PLC产生影响。PLC自身所形成的信号是比较微弱的,其对电源的要求标准非常高,由于高次谐波对电源等等装置所造成的应影响必然会导致PLC信号的不稳定,从而造成集中控制系统以及密度控制系统的非正常运行。

    磁场干扰变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,发生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它电子、电气设备来说是一电磁干扰源。

    变频器干扰解决办法

    磁场干扰采用隔离的方法变频器的动力线与PLC信号线不能够走在一起,信号线要采用屏蔽电缆,并加钢管进行隔离。动力线的地线要与信号通道的地线不能连在一起,应为变频器工作时产生谐波电流通到大地有可能对信号通道产生干扰,所以建议分开。变频器单独放一个柜子,不要同PLC放在同一个柜。变频器加屏蔽网进行隔离。变频器与信号通道的电源隔离,可在变频器主回路或信号通道回路加装隔离变压器。在PLC模块与传感器中间加隔离放大器。高次谐波干扰可采用抑制法在变频器输入或输出端加装电抗器滤波在变频器输入端加RC型滤波器在变频器输出与马达动力线之间加磁环在变频器直流P+,P-之间对地加谐振电容去谐波降低变频器的载波频率及时间常数我们在做控制柜设计的时候,一定要考虑到干扰的问题,所以在设备的进线及出线之间好设隔离装置,比如中间继电器等等。





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