SE变频器系统中的通用模块与元器件教案.pptx

会计学1SE变频器系统中的通用模块与元器件变频器系统中的通用模块与元器件6SE70系列变频器系统中的主控系列变频器系统中的主控制模板（制模板（1）l l6SE706SE70系列变频器系统的主控制模板系列变频器系统的主控制模板(CUX)(CUX)属于变频属于变频/逆变器中的通用性模板逆变器中的通用性模板。在。在6SE706SE70系列产品系列产品中中 有多种，与北石顶驱产品及测试台所用变频器有多种，与北石顶驱产品及测试台所用变频器/逆变器项目有关的仅有以下逆变器项目有关的仅有以下3 3种：种：l lCURCUR用于用于H H、K K结构尺寸整流单元与全系列整流结构尺寸整流单元与全系列整流/回馈单元的主控板，其主回路结构为可控硅单回馈单元的主控板，其主回路结构为可控硅单整流反并联形式的整流整流反并联形式的整流/回馈双桥结构，所采用的微处理器为回馈双桥结构，所采用的微处理器为SAB80C166SAB80C166。对。对OCPOCP的支持只有到达的支持只有到达一定的硬件版本（一定的硬件版本（V1.3V1.3）与软件版本（）与软件版本（V4.5V4.5）状态后方才支持）状态后方才支持。l lCUVCCUVC主要用于控制交流异步感应电动机的控制主板，可实现带或不带速度反馈的高性能矢量主要用于控制交流异步感应电动机的控制主板，可实现带或不带速度反馈的高性能矢量控制方式，也可实现控制方式，也可实现F/V=CF/V=C的各种控制及三相同步电动机的他控式调速。主处理器为的各种控制及三相同步电动机的他控式调速。主处理器为2 2块块SAB SAB 80C16580C165。推出以来，系统软件（。推出以来，系统软件（FirmwareFirmware）不断更新升级，目前版本为）不断更新升级，目前版本为V3.42V3.42。此主板可用于。此主板可用于6SE706SE70定货号控制方式位为定货号控制方式位为6 6的书本型和装机、装柜型的变频器和逆变器。的书本型和装机、装柜型的变频器和逆变器。l lCUSACUSA为第二代为第二代6SE706SE70产品中的产品中的AFEAFE整流器的主控制模板整流器的主控制模板。支持正弦型的脉宽调制方式（支持正弦型的脉宽调制方式（SPWMSPWM）并具有较强的处理和接口能力。并具有较强的处理和接口能力。l l变频器与逆变器系统在拔去主板以后，其剩下的装置本体结构都是一样的，即：它们可以通过更变频器与逆变器系统在拔去主板以后，其剩下的装置本体结构都是一样的，即：它们可以通过更换主控板改变自己的类型换主控板改变自己的类型。在在维修工作中有时也用其它类型的主控板测试某台变频器系统。但对维修工作中有时也用其它类型的主控板测试某台变频器系统。但对于整流器，这一点是不成立的，于整流器，这一点是不成立的，CURCUR与与CUSACUSA绝对不可互换使用，二者工作原理完全不同绝对不可互换使用，二者工作原理完全不同 。第1页/共30页CUVC/CUSACUVC/CUSA的接口的接口的接口的接口第2页/共30页关于主控制板的现场检测判断关于主控制板的现场检测判断关于主控制板的现场检测判断关于主控制板的现场检测判断 在现场条件下要全面地检测、判断主控制板的好坏是很难实现的，在维修部门，这要通过专用的测试在现场条件下要全面地检测、判断主控制板的好坏是很难实现的，在维修部门，这要通过专用的测试设备与测试程序进行检测。设备与测试程序进行检测。但在现场条件下，对一块主控板的状态进行判断，决定它是否可以使用却又是一种现实的需要，也可但在现场条件下，对一块主控板的状态进行判断，决定它是否可以使用却又是一种现实的需要，也可以采用一些简单的办法加以判断。以采用一些简单的办法加以判断。恢复出厂设置。相当多的故障是由于参数设置不当引起的，但由于查不出这种设置错误，往往怀疑是恢复出厂设置。相当多的故障是由于参数设置不当引起的，但由于查不出这种设置错误，往往怀疑是主控板损坏，摆脱这种状态的最好办法是保存参数文件，然后恢复出厂设置。其后对系统重新进行设主控板损坏，摆脱这种状态的最好办法是保存参数文件，然后恢复出厂设置。其后对系统重新进行设置，如可以用相对简单的方式运行系统并正常，就不必再怀疑主控制板。置，如可以用相对简单的方式运行系统并正常，就不必再怀疑主控制板。如果系统用开环的如果系统用开环的F/V=CF/V=C之类的方式可正常运行，而用闭环矢量控制方式的复杂控制不正常，则故障之类的方式可正常运行，而用闭环矢量控制方式的复杂控制不正常，则故障一般也不在主控板的硬件上。一般也不在主控板的硬件上。当系统报出当系统报出FFXXXFFXXX故障时，有较大的概率是主控板损坏。故障时，有较大的概率是主控板损坏。主控板损坏，有不少仅是接口的损坏，这种情况用常规的方法可以检查确定。主控板损坏，有不少仅是接口的损坏，这种情况用常规的方法可以检查确定。当系统控制电源正常，又不在软件升级过程中，但系统当系统控制电源正常，又不在软件升级过程中，但系统PMUPMU上显示上显示“E E”时时,主板有相当大的概率损坏。主板有相当大的概率损坏。用相同型号的主板加载相同的设定、连接相同的接口而比较其状态的差异是现场判断用相同型号的主板加载相同的设定、连接相同的接口而比较其状态的差异是现场判断CUCU板损坏的常用板损坏的常用方法。方法。对于一些低版本对于一些低版本CUCU的的FirmwareFirmware，它们可能存在一些阶段性的缺陷，在后续的升版本中会加以修正，对，它们可能存在一些阶段性的缺陷，在后续的升版本中会加以修正，对这些低版本软件可以通过下载升级包加以升级，对于消除这类错误非常有效。这些低版本软件可以通过下载升级包加以升级，对于消除这类错误非常有效。第3页/共30页变频器系统中的电解电容器组件变频器系统中的电解电容器组件n n电解电容器是构成直流母线的主要元件；电解电容器是构成直流母线的主要元件；n n电解电容器组件的多电容器的串联与并联；电解电容器组件的多电容器的串联与并联；n n电解电容器的主要特点、结构、电特性；电解电容器的主要特点、结构、电特性；n n电解电容器的主要参数电解电容器的主要参数:电容量、耐压、损耗角正切；电容量、耐压、损耗角正切；n n电解电容器绝对不可以接反；电解电容器绝对不可以接反；n n电解电容器不可以用于交流电路；电解电容器不可以用于交流电路；n n电解电容器也不可以在交变成分很高，或谐波成分很高的电路中运行；电解电容器也不可以在交变成分很高，或谐波成分很高的电路中运行；n n电解电容器串联的电压分配与均压问题；电解电容器串联的电压分配与均压问题；n n由于阻值与功率的限制，均压电阻的作用是有限的；由于阻值与功率的限制，均压电阻的作用是有限的；n n电解电容器的电解电容器的FormingForming的作用；的作用；n n电解电容器的更换问题电解电容器的更换问题 ：同容量、同耐压、尽量同品牌、最好同批次；：同容量、同耐压、尽量同品牌、最好同批次；n n在现场检修条件下，电解电容器测试的局限性；在现场检修条件下，电解电容器测试的局限性；n n电容组件在装入时的对位很重要，稍有不慎会损坏直流母线组件；电容组件在装入时的对位很重要，稍有不慎会损坏直流母线组件；第4页/共30页电解电容器的电解电容器的电解电容器的电解电容器的FormingFormingFormingForming第5页/共30页装机装柜型装置直流母线电容的装机装柜型装置直流母线电容的装机装柜型装置直流母线电容的装机装柜型装置直流母线电容的FormingForming第6页/共30页各种可控硅模块各种可控硅模块第7页/共30页可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（1 1）l l可控硅模块是可控硅模块是6SE706SE70系列的变频器、系列的变频器、整流器与整流逆变器部分所采用整流器与整流逆变器部分所采用的交直环节的主要功率器件。的交直环节的主要功率器件。有长方型塑封（单、双器件）与有长方型塑封（单、双器件）与平板型两种封装形式，后者主要平板型两种封装形式，后者主要用在用在H H与与K K两种尺寸的两种尺寸的RURU与与RRURRU中，中，以带散热器总成的形态出现。以带散热器总成的形态出现。l l可控硅器件的主要电参数：可控硅器件的主要电参数：U UDSM、U URSM、U UDRM、U URRM、掣位电流、掣位电流I IL L、门极电压、门极电压UgUg、门极电流、门极电流IgIg、开通时间、开通时间TonTon与与关断时间关断时间T Toffoff。l l可控硅器件的工作特点。可控硅器件的工作特点。第8页/共30页可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（可控硅模块的特点与现场测试（2 2）l l可控硅器件的现场检查方法可控硅器件的现场检查方法11万用表检查的介绍。用万用表可以万用表检查的介绍。用万用表可以简单地判断可控硅的好坏。简单地判断可控硅的好坏。l l可控硅器件的现场检查方法可控硅器件的现场检查方法22高阻表检查的介绍。用高阻表可以高阻表检查的介绍。用高阻表可以检查可控硅元件的正、反向耐压是否已有问题。先根据可控硅标牌型检查可控硅元件的正、反向耐压是否已有问题。先根据可控硅标牌型号获知其耐压，再决定将高阻表测量电压调到何值。号获知其耐压，再决定将高阻表测量电压调到何值。l l注意！绝对不能用高阻表检查栅极注意！绝对不能用高阻表检查栅极G G，否则会损坏可控硅模块。，否则会损坏可控硅模块。l l可控硅器件的现场检查方法可控硅器件的现场检查方法33电池、小灯泡法的介绍。图见右。电池、小灯泡法的介绍。图见右。l l在安装可控硅时，其安装基面要清洗干净，并在安装面上均匀地涂覆在安装可控硅时，其安装基面要清洗干净，并在安装面上均匀地涂覆导热硅脂，紧固时螺钉紧固力的增加要均匀。对于导热硅脂，紧固时螺钉紧固力的增加要均匀。对于H H与与K K尺寸，整流器尺寸，整流器与整流与整流/逆变器其功率模块采用的是平板式，可控硅器件的安装更需逆变器其功率模块采用的是平板式，可控硅器件的安装更需注意两点：注意两点：一是，平板型器件容易将极性装反，一定要仔细核对。一是，平板型器件容易将极性装反，一定要仔细核对。二是，可控硅器件是由两块或三块铝质散热器夹持固定的紧固散热器二是，可控硅器件是由两块或三块铝质散热器夹持固定的紧固散热器两侧的两侧的4 4组螺钉，一定要以对角顺序逐次加力紧固，可用组螺钉，一定要以对角顺序逐次加力紧固，可用6Nm6Nm、12Nm12Nm、25Nm25Nm，最后，最后50Nm50Nm的紧固力矩进行操作。的紧固力矩进行操作。l l在检查可控硅器件时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则在检查可控硅器件时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则此器件也不可再用。此器件也不可再用。第9页/共30页可控硅模块的紧固可控硅模块的紧固可控硅模块的紧固可控硅模块的紧固第10页/共30页二极管二极管二极管二极管模块的特点与现场测试模块的特点与现场测试模块的特点与现场测试模块的特点与现场测试n n二极管模块的现场检查方法：二极管模块的现场检查方法：n n 在书本型与增强书本型的变频器或整流器中，交直环节的元件大多是二极管模块，在书本型与增强书本型的变频器或整流器中，交直环节的元件大多是二极管模块，且多数为且多数为6 6单元桥式电路结构。这种结构的模块共有单元桥式电路结构。这种结构的模块共有5 5个端子个端子U U、V V、W W、C C、D D，检查时可用万用，检查时可用万用表二极管档检测，必须确认表二极管档检测，必须确认6 6个桥臂都是好的，此模块方可使用，只要有一个桥臂损坏，此模个桥臂都是好的，此模块方可使用，只要有一个桥臂损坏，此模块只能报废。块只能报废。n n 另外，要仔细观察器件封装塑壳的形态，如有裂缝，哪怕是很细小的裂缝也意味着此另外，要仔细观察器件封装塑壳的形态，如有裂缝，哪怕是很细小的裂缝也意味着此器件可能已经损坏或通电后很快会损坏，这样的器件不能使用。器件可能已经损坏或通电后很快会损坏，这样的器件不能使用。n n 高阻表也可用来检查二极管模块的反向电压，但要注意，不论是万用表还是高阻表，高阻表也可用来检查二极管模块的反向电压，但要注意，不论是万用表还是高阻表，均有一定的检测的局限性。均有一定的检测的局限性。在检查二极管模块时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则此器件也不可再用。在检查二极管模块时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则此器件也不可再用。第11页/共30页各种二极管模块各种二极管模块第12页/共30页预充电电阻与预充电继电器的检查预充电电阻与预充电继电器的检查预充电电阻与预充电继电器的检查预充电电阻与预充电继电器的检查l l预充电电阻装在书本型、增强书本型的二极管桥后面或装机装柜型变频器的预充电预充电电阻装在书本型、增强书本型的二极管桥后面或装机装柜型变频器的预充电二极管桥后面，限制系统启动过程中由于直流母线电容器组充电而引起的过电流，二极管桥后面，限制系统启动过程中由于直流母线电容器组充电而引起的过电流，正常情况下，启动结束后，被预充电控制继电器的接点短路（书本式），或在可控正常情况下，启动结束后，被预充电控制继电器的接点短路（书本式），或在可控硅主桥的工作状态建立后，二极管桥被反偏截止后断流（装机装柜型）。硅主桥的工作状态建立后，二极管桥被反偏截止后断流（装机装柜型）。l l预充电电阻不能被用于正常带负载。在电容器组充电完成后，这些电阻如未被短掉预充电电阻不能被用于正常带负载。在电容器组充电完成后，这些电阻如未被短掉或断流。则系统启动运行后，它们立即会烧红、冒烟直到烧断。或断流。则系统启动运行后，它们立即会烧红、冒烟直到烧断。l l出现这种现象时，要用测试盒的启动电阻继电器的检查功能检查。预充电继电器的出现这种现象时，要用测试盒的启动电阻继电器的检查功能检查。预充电继电器的控制功能是否还正常。对架装型则要考虑控制功能是否还正常。对架装型则要考虑PCCPCC模块可能已经损坏。模块可能已经损坏。l l另外，预充电继电器在运行中突然跳断也会引起它自身和预充电电阻的损坏，预充另外，预充电继电器在运行中突然跳断也会引起它自身和预充电电阻的损坏，预充电继电器的损坏，一般是主触点拉弧，严重时可炸裂继电器外壳，并熏黑线路板。电继电器的损坏，一般是主触点拉弧，严重时可炸裂继电器外壳，并熏黑线路板。第13页/共30页IGBTIGBT模块的特点及其现场检查办法模块的特点及其现场检查办法模块的特点及其现场检查办法模块的特点及其现场检查办法l lIGBTIGBT模块是模块是6SE706SE70系列产品中的逆变器，制动单元系列产品中的逆变器，制动单元AFEAFE变流器与变流器与OCPOCP保护器所使用的主要保护器所使用的主要功率器件。基本上都是采用集成了桥臂续流二极管的模块式封装。在本产品系列中，采功率器件。基本上都是采用集成了桥臂续流二极管的模块式封装。在本产品系列中，采用的封装形式和品牌均比较多。一个封装内的桥臂数目有单、双与全桥等结构。用的封装形式和品牌均比较多。一个封装内的桥臂数目有单、双与全桥等结构。l lIGBTIGBT器件是集双极型晶体管与器件是集双极型晶体管与MOSMOS场效应晶体管各自优点于一身的新型器件，具有许多场效应晶体管各自优点于一身的新型器件，具有许多优点。但在使用中也有一些特点需要加以注意。优点。但在使用中也有一些特点需要加以注意。l lIGBTIGBT器件的过电流能力一般小于同容量的器件的过电流能力一般小于同容量的BJTBJT，后者允许，后者允许4 4倍的额定值，且时间倍的额定值，且时间50s50s，而前者仅为，而前者仅为2 2倍的额定值与倍的额定值与20s20s。因此，线路上的快速熔断器一类的保护是不能保。因此，线路上的快速熔断器一类的保护是不能保护护IGBTIGBT的，需要借助于系统方面软、硬件结合的保护功能。例如，它对的，需要借助于系统方面软、硬件结合的保护功能。例如，它对CTCT的要求就很高。的要求就很高。l lIGBTIGBT器件在器件在C C、E E端已加有高电压的情况下，不允许端已加有高电压的情况下，不允许G G、E E端开路，否则会损坏器件。端开路，否则会损坏器件。l lIGBTIGBT器件在存贮与运输过程中，必须防止静电导致的损坏，一般情况下，这时都要把它器件在存贮与运输过程中，必须防止静电导致的损坏，一般情况下，这时都要把它们的们的G G、E E两极可靠地短路。另外，在操作过程中切忌用手触摸两极可靠地短路。另外，在操作过程中切忌用手触摸G G端。端。l l使用使用SE70SE70的测试盒可以比较有效地在现场检查的测试盒可以比较有效地在现场检查IGBTIGBT器件的状态，但前提是必须把模块安器件的状态，但前提是必须把模块安装到系统的结构上。装到系统的结构上。第14页/共30页IGBTIGBT模块的主要参数模块的主要参数模块的主要参数模块的主要参数l l现场条件下，用万用表可以简单地判断现场条件下，用万用表可以简单地判断IGBTIGBT器件的好坏，但检查结果并不可靠。在器件的好坏，但检查结果并不可靠。在G G、E E端可端可靠地短接后，用高阻表检查靠地短接后，用高阻表检查IGBTIGBT的耐压情况也是可以的，在的耐压情况也是可以的，在DC1000VDC1000V测试电压下，其测试电压下，其C C、E E端的端的电阻一般应在几百兆欧。电阻一般应在几百兆欧。l l在检查在检查IGBTIGBT器件时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则此器件也不可再用。器件时，若发现其壳体上有裂缝，即便是很细微的，则此器件也不可再用。l lIGBTIGBT主要参数主要参数:n nUcesGUcesG、E E短路情况下，允许的断态集电极发射极最高电压结点；发射极电压；短路情况下，允许的断态集电极发射极最高电压结点；发射极电压；TjTj工作其间工作其间IGBTIGBT；n nIcIc集电极电流（最大直流电流）；集电极电流（最大直流电流）；n n TmTm端子螺栓的固定扭矩。端子螺栓的固定扭矩。n nUIsoUIso所有端子短路条件下，基片与模块端子间最大电压。所有端子短路条件下，基片与模块端子间最大电压。n nIcmIcm集电极峰值电流；集电极峰值电流；n nIeIe最大允许的续流二极管电流（直流）；最大允许的续流二极管电流（直流）；n nPcPc集电极功耗；集电极功耗；第15页/共30页各种各种IGBT模块模块第16页/共30页IGBTIGBT模块的相关参数及故障模块的相关参数及故障模块的相关参数及故障模块的相关参数及故障第17页/共30页更换更换更换更换IGBTIGBT模块模块模块模块第18页/共30页IGBTIGBT模块的紧固要求模块的紧固要求模块的紧固要求模块的紧固要求第19页/共30页系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查l l系统中的热敏电阻用于检测系统的过温状态。它们安装于主元件的散热器上。书本系统中的热敏电阻用于检测系统的过温状态。它们安装于主元件的散热器上。书本型与小的装机、装柜型只有一个热敏元件随着结构尺寸的增大，最多可有三个热敏型与小的装机、装柜型只有一个热敏元件随着结构尺寸的增大，最多可有三个热敏电阻，均为电阻，均为NTCNTC型（负温度系数）。型（负温度系数）。l l热敏电阻的检测可以借助于热敏电阻的检测可以借助于6SE706SE70的测试盒进行测试。的测试盒进行测试。l l在系统通电以后，也可通过读取在系统通电以后，也可通过读取r833r833参数值（系统散热器的温度）与环境实际温度参数值（系统散热器的温度）与环境实际温度进行比较而得出判断，但是需要注意的是当时散热器的温度是否为冷态（即：环进行比较而得出判断，但是需要注意的是当时散热器的温度是否为冷态（即：环境温度）。境温度）。第20页/共30页系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查系统中热敏电阻的特点与现场检查第21页/共30页电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器CTCT的特点与现场检测的特点与现场检测的特点与现场检测的特点与现场检测n n 电流互感器是系统中重要的实际值测量元件。它不仅要提供电流实际电流互感器是系统中重要的实际值测量元件。它不仅要提供电流实际值，在无传感器的矢量控制方式中也需要和被控电机的矢量模型结合，从而值，在无传感器的矢量控制方式中也需要和被控电机的矢量模型结合，从而提供速度实际值与电机反电势实际值等测量计祘值。同时，它还要参与逆变提供速度实际值与电机反电势实际值等测量计祘值。同时，它还要参与逆变器主回路的器主回路的IGBTIGBT器件的保护。因此，逆变器侧所使用的电流互感器精度高，器件的保护。因此，逆变器侧所使用的电流互感器精度高，反应速度快，一般是采用霍尔效应原理传感器并在电流互感器的封装中集成反应速度快，一般是采用霍尔效应原理传感器并在电流互感器的封装中集成有信号处理电路，因此它在工作时还必须有有信号处理电路，因此它在工作时还必须有15V15V的工作电源。的工作电源。n n 在现场条件下检测电流互感器的状态，以采用测试盒比较有效。在现场条件下检测电流互感器的状态，以采用测试盒比较有效。n n 相对而言，整流单元与整流相对而言，整流单元与整流/回馈单元的电流互感器就要简单多了，一回馈单元的电流互感器就要简单多了，一般难以损坏，对其特性的要求也不高。但要注意，它们的二次侧不能开路；般难以损坏，对其特性的要求也不高。但要注意，它们的二次侧不能开路；在更换在更换A23A23模块时则要把模块上的电流互感器负载电阻也要一并移到新板上去。模块时则要把模块上的电流互感器负载电阻也要一并移到新板上去。第22页/共30页与逆变器电流有关的参数与故障与逆变器电流有关的参数与故障第23页/共30页选件模块的安装选件模块的安装第24页/共30页选件模块的安装选件模块的安装第25页/共30页选件模块的识别选件模块的识别第26页/共30页CBP/SLB的故障判断的故障判断n n在CBP/SLB 选件板前端有3 个发光二极管显示灯，用来显示当前的状态。所提供的显n n示灯如下：n n.CBP/SLB运行(红色显示灯)n n.与基本装置进行数据交换(黄色显示灯)n n.总线进行数据传输(绿色显示灯)n n.正常运行时所有的显示灯同时闪亮，并以相同的频率闪烁！n n.如果一个显示灯持续地亮或灭，就表明有一个异常条件(参数设置或故障)！第27页/共30页增量编码器与增量编码器与DTIGraduateddiskScanningreticleCondenserLight source(LED)Track ATrack BZero mark=reference markTrack ATrack BEdge evaluation=pulse quadruplication第28页/共30页增量编码器与增量编码器与DTI第29页/共30页