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談到施耐德變頻器大家都有點腦殼疼,但它又是我們干工控維修不得不面對的品牌。施耐德變頻器在硬件方面還是沒得說,舍得用料,也喜歡把電路復(fù)雜化。
別家品牌的pcb板絕緣漆,大抵是噴涂上去,而施耐德的板卡絕緣漆簡直就是浸上去了,當使用了一定年限后,絕緣漆經(jīng)過板卡發(fā)熱烘烤,可以用堅如磐石來形容。
施耐德大功率變頻器系列
如果是絕緣漆的問題,倒不至于難住維修人員,主要還是電路復(fù)雜。就拿atv71(大功率)的電源板來說,設(shè)計就別具一格。
一般變頻器的電源,都采用并聯(lián)逆變技術(shù),施耐德卻采用串聯(lián)逆變技術(shù),維修難度完全高一個量級。別人家一張主控板加一張驅(qū)動板就搞定的通路,到施耐德這里還有張馬達控制板(取樣,邏輯運算交給馬達控制卡來完成),顯得非常的繁雜。我要吐槽的就是,馬達控制卡的屏蔽層既不是N極也不是GND,而是母線的中點電壓,對于毛手毛足的維修人員,稍有不慎就要付出非常大的代價。
作為業(yè)界技術(shù)大拿,法國人有自己的理解和表達,我對硬件淺顯的理解是:元器件使用數(shù)量越少越統(tǒng)一,對產(chǎn)品質(zhì)量就越容易把控!施耐德卻做到了結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但性能同樣穩(wěn)定,這就是人家了不起的地方。
Schneider的工控產(chǎn)品線很長,只要關(guān)于電/控的問題,他家?guī)缀醵加型暾慕鉀Q方案。拿小功率變頻器來說,施耐德是歐美品牌中比較厚道的,不追求極致,皮實耐用是第一宗旨,過載能力也十分驚人,當然價格也就不是那么親民。但單談價格,就顯得有些耍流氓了,價格也是兩面性的,一分錢一分貨的道理大家還得承認。產(chǎn)品江湖嘛,靠忽悠是打不下品牌的,貴有貴的道理!
02
施耐德大功率變頻器電路分析
今天我要說的是施耐德大功率變頻器的預(yù)充電電路板,板卡代號:pn072139n902-904系列板件。修變頻器的都知道變頻器有預(yù)充電電路,這個電路可簡單也可復(fù)雜。簡單的見ABBacs550壁掛變頻器電路,復(fù)雜的見ab1336大功率變頻器。施耐德的預(yù)充電電路,說不上最復(fù)雜,當然也不簡單。下面就來分析一下法國人的設(shè)計思路。見圖:
pn072139n902充電驅(qū)動板原理圖
我接到過很多電話,都是咨詢施耐德atv61/71大功率變頻器報警CRF故障。小功率的簡單,無非就是充電電阻和繼電器的問題;大功率的有上圖這張充電控制板,當然就復(fù)雜一些。注意的是,施耐德大功率變頻器一般配套一個直流濾波電抗器,用以清潔電源的干擾。這個電抗器介于可控硅p+極輸出和蓄能電容之間,維修時直接短接就是,如果這條線沒短接,母線上沒有電壓,同樣也報CRF這個故障。
施耐德atv61/71變頻器,從上電到預(yù)充電是這樣完成的:三相交流上電——電源板上二極管整流供電——電源工作——主控板自檢完成——發(fā)出一個充電指令,驅(qū)動光耦PC2——充電板上芯片hd64f3664fy芯片37足低電平,驅(qū)動脈沖發(fā)生,可控硅開始工作。
03
施耐德變頻維修
一、主要接口
1.hd64f3664fy是瑞薩電子的16位單片機,里面是帶程序的。
2.CN7A插口是主控板指令插口,這個指令主控板自檢通過后發(fā)出,大約延時2s左右。
3.CN2A這個條排線有4種功能。1.2針=故障檢出。3+/4-針是充電驅(qū)動板+15v供電。5+/6-針是母線電壓經(jīng)過減壓后輸入,到單片機的電壓不超過5v。7/8/9針是三相輸入電壓減壓輸入,幅度不超多5v。
4.CNL1G對應(yīng)u相可控硅;CNL2G對應(yīng)v相可控硅驅(qū)動;CNL3對應(yīng)w相可控硅。
二、工作原理
變頻器上電完成自檢后,主控板便發(fā)出一個高電平,經(jīng)過充電驅(qū)動板上的光耦(pc2隔離,cpu的37足得到一個低電平,這時脈寬震蕩信號開始形成。但這個震蕩信號必須配合cn2a插口的R/S/T三相正向脈沖工作,R/S/T經(jīng)過max494整形放大后,變成正向觸發(fā)脈沖,這個脈沖相當于一個同步開關(guān),融匯上cpu自身所產(chǎn)生的脈寬信號,分別從CPU11/12/13足發(fā)出,經(jīng)過電流放大(可控硅觸發(fā)都是電流驅(qū)動),驅(qū)動可控硅的的G/K觸發(fā)足通斷。當三個驅(qū)動信號依次完成觸發(fā),完成一個正向整流周期。
三、關(guān)于取樣脈沖信號
簡單的可控硅整流電路,是不含脈寬信號直接控制可控硅去了。含脈寬信號是為了將直流電壓由低到高,逐漸導(dǎo)通,完成充電。那么,為什么可控硅整流電路,都需要從輸入供電端取同步脈沖呢?
原因就是:交流電是由正負180度的周期組成的,只要是整流電路,不管你用正半周或者負半周,都只能取拾半波的電能。電這個東西,又不可目測,你怎么知道現(xiàn)在是正半波還是負半波呢,這個時候同步頭就顯得尤為重要了。打個比方,本來該正半周導(dǎo)通的,你卻在負半周的時候?qū)?,這樣不但取拾不到電能,還要炸模塊的(笑)。
四、故障檢出
整流過程完成,那主控板怎樣判斷三相整流部分是否都正常工作呢?這有兩個標準:1.三相電壓輸入脈沖;2.母線電壓。
根據(jù)上面描述,我們知道,R/S/T進線電壓,必須有同步脈沖到充電驅(qū)動板的,過程中不管那相沒有同步脈沖,CPU就認為該相無供電!充電板的cpu也無法輸出同步的驅(qū)動脈寬信號。母線電壓:如果變頻器待機狀態(tài),母線變化還不明顯,但一旦加載缺相,母線下降就很明顯,這是第二個判斷點。有了這兩個判斷依據(jù),cpu14足就會發(fā)出不同的脈沖,驅(qū)動電源板上的隔離光耦。
充電板實測:正常的時候,14足脈沖頻率50hz左右,當缺相發(fā)生,或者母線電壓波動過大的時候,輸出頻率大于50hz,頻率自動升高,主控板報警出現(xiàn)。