變頻器的驅動電路在整臺變頻器中是故障發生機率比較高的一部分電路,如果我們學懂了變頻器驅動電路的控制原理,對於我們判斷故障、維修故障可以起到事半功倍的效果。圖1廣州科譽繪製的ABB變頻器原廠的驅動電路圖紙,結合ABB變頻器電路板實物,以ABB變頻器六路驅動電路中其中一路為例,給朋友們詳細講解一下它的控制原理,希望能夠對朋友們有所幫助。
驅動電路的作用
驅動電路的作用主要是執行CPU電路板傳送過來的指令(六路脈衝),將CPU送來的微弱電信號轉換成符合驅動IGBT大功率管的電流與電壓信號,驅動六個IGBT大功管,使它有次序的處於導通和截止狀態,實現將直流電逆變為交流電的目的。
ABB變頻器的驅動電路中,採用了六隻型號為HCPL-3120#300的光電耦合器,通過一個場效應管控制光電耦合器HCPL-3120#300內部的發光二極體的工作狀態,來控制光電耦合器HCPL-3120#300輸出引腳6腳的輸出狀態,實現控制IGBT大功率管導通與否的目的。驅動電路的實物圖請參看圖2。
識別驅動電路以及核心元件的方法
我們以ABB變頻器為例,請朋友們結合圖2的ABB變頻器電源驅動板實物圖。在驅動電路中,以六個光耦、控制光耦發光二極體狀態的管子為核心元件。在圖2中中間部分元件旁標註H1、H2、H3、H4、H5、H6字樣的元件就是六個光電耦合器HCPL-3120。元件旁標註V18、V19、V20、V30、V25、V27六個元件就是控制光電耦合器HCPL-3120#300內部的發光二極體工作狀態的場效應管。當我們在電源驅動電路板上找出驅動電路的核心元件後,我們就能大致識別出驅動電路部分了。
驅動電路的控制原理分析
我們以ABB變頻器六路驅動電路中下三橋電路中的其中一路為例,講解一下它的控制原理,請朋友們結合圖3學習。
從開關電源輸送來的+18V電壓經過R76電阻限流後,加到光電耦合1器H4的8腳,光電耦合器H4的5腳為開關電源負5V供電端,這樣滿足了H4光耦的工作條件。
+5VF的電壓經過電阻R82、R67分壓後加到了H4光耦的2腳(內部發光二極體的陽極)、經過H4光耦內部發光二極體後從3腳流出加到了場效應管V30的D極(漏極),通過V30內部到UDC-1(電源的負極端),形成V30的漏源極供電迴路。
當變頻器的主板發送六路驅動脈衝過來時,其中的一路脈衝標號為CWL信號通過R73、R70分壓後加到了場效應管V30的柵極,此時滿足了場效應管V30的導通條件,於是場效應管V30進入導通狀態,H4光耦內部發光二極體形成電流通路,處於發光狀態。
H4光耦內部的電路接收到發光二極體發出的光束後,使H4光耦6腳的光耦輸出一個18V的電壓,此電壓經過電阻R121、R74分壓,V24穩壓管進行穩壓後,加到了IGBT模塊的G2端子,為IGBT的內部的管子提供一個15V的電壓,IGBT得到此電壓,進入到導通狀態。
當CWL信號端子的脈衝消失時,加到場效應管V30的柵極電壓消失,場效應管V30由導通狀態轉為截止狀態,H4光耦內部發光二極體不能形成電流通路,發光二極體就處於熄滅狀態。H4光耦6腳的光耦輸出負5伏電壓加到了IGBT模塊的G2端子,IGBT進入截止狀態。上面廣州科譽以六路驅動電路的其中一路為例講解了它的控制原理,其它幾路的控制原理也是一樣的,朋友們可以試著分析一下,如果有技術方面要交流的,可以添加科譽的微信13610069385進行交流。
實際上變頻器的驅動電路就是在不斷接收主板發送過來的六路驅動脈衝,按一定的時序控制IGBT大功率管的導通和截止,使510的直流電壓逆變成幅度可以調節的交流電壓(0至380VAC)的。
廣州科譽向您鄭重承諾:(1)以西門子、ABB、丹佛斯、施耐德、臺達、通力電梯V3F16L、V3F25等品牌變頻器,以工業設備中的電路板為教學藍本開展教學。(2)一次收費,學會為止。(3)學完後提供技術與配件支持。下期推文將給朋友們講解變頻器電流檢測電路的控制原理,我們下期再見。