時間:2014-03-25?來源:www.dqjsw.com.cn?編輯:電氣自動化技術(shù)網(wǎng)

續(xù)：變頻器維修基礎(chǔ)知識_變頻器工作原理（四）

變頻器控制電路組成
　　
　　如圖1所示，控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運算電路、主電路的電壓、電流檢測電路、電動機的速度檢測電路、將運算電路的控制信號進行放大的驅(qū)動電路，以及逆變器和電動機的保護電路。
　　?
　　在圖?1點劃線內(nèi)，無速度檢測電路為開環(huán)控制。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動機的速度進行控制更精確的閉環(huán)控制。
　　　　1)運算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
　　　　2)電壓、電流檢測電路
　　　　?與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
　　　　3)驅(qū)動電路
　　　　?為驅(qū)動主電路器件的電路，它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。
　　　　4)I/0輸入輸出電路
　　　　?為了變頻器更好人機交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入?(比如運行、多段速度運行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流、頻率、保護動作驅(qū)動等)信號。
　　　　5)速度檢測電路
　　　　?以裝在異步電動軸機上的速度檢測器?(TG、PLG等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。
　　　　6)保護電路
　　　　?檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
　　　　?逆變器控制電路中的保護電路，可分為逆變器保護和異步電動機保護兩種，保護功能如下?　　
　　
　　變頻器驅(qū)動電路的HCPL-316J特性
　　
　 　　　HCPL-316J是由Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門極驅(qū)動光耦合器，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路，為 驅(qū)動電路的可靠工作提供了保障。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離，故障狀態(tài)反饋；開關(guān)時間最大500ns；“軟”IGBT關(guān)斷；欠飽和檢測及 欠壓鎖定保護；過流保護功能；寬工作電壓范圍(15～30V)；用戶可配置自動復(fù)位、自動關(guān)閉。DSP與該耦合器結(jié)合實現(xiàn)IGBT的驅(qū)動，使得IGBT?VCE欠飽和檢測結(jié)構(gòu)緊湊，低成本且易于實現(xiàn)，同時滿足了寬范圍的安全與調(diào)節(jié)需要。
　　
　　HCPL-316J保護功能的實現(xiàn)
　　
　　　　HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護功能，使驅(qū)動電路設(shè)計起來更加方便，安全可靠。其中下面詳述欠壓鎖定保護(UVLO)?和過流保護兩種保護功能的工作原理：
　　
　　(1)IGBT欠壓鎖定保護(UVLO)功能
　　
　 　在剛剛上電的過程中，芯片供電電壓由0V逐漸上升到最大值。如果此時芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低，那么它會工作在線性放大區(qū)。 HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護的功能(UVLO)可以解決此問題。當(dāng)VCC與VE之間的電壓值小于12V時，輸出低電平，以防止IGBT工作在線性 工作區(qū)造成發(fā)熱過多進而燒毀。示意圖詳見圖1中含UVLO部分。
　　

　　圖1?HCPL-316J內(nèi)部原理圖
　　
　　(2)IGBT過流保護功能
　　
　 　　　HCPL-316J具有對IGBT的過流保護功能，它通過檢測IGBT的導(dǎo)通壓降來實施保護動作。同樣從圖上可以看出，在其內(nèi)部有固定的7V電平， 在檢測電路工作時，它將檢測到的IGBT?C～E極兩端的壓降與內(nèi)置的7V電平比較，當(dāng)超過7V時，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT，同 時，一個錯誤檢測信號通過片內(nèi)光耦反饋給輸入側(cè)，以便于采取相應(yīng)的解決措施。在IGBT關(guān)斷時，其C～E極兩端的電壓必定是超過7V的，但此時，過流檢測 電路失效，HCPL-316J芯片不會報故障信號。實際上，由于二極管的管壓降，在IGBT的C～E?極間電壓不到7V時芯片就采取保護動作。
　　
　　

　 　整個電路板的作用相當(dāng)于一個光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1 及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時在芯片的輸出端接了由NPN和 PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅(qū)動要求。
　　
　 　當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時，推挽電路上管(T1)導(dǎo)通，下管(T2)截止，?三端穩(wěn)壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極 (VG1)上，IGBT?VCE為15V，IGBT導(dǎo)通。當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時，上管(T1)截止，下管(T1)導(dǎo) 通，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷。以上就是IGBT的開通關(guān)斷過程。

完。