變頻器的主電路由輸入整流模塊、輸出逆變模塊和儲能電容搭成主框架。小功率變頻器還內置直流制動開關管和制動電阻器,受CPU信號控制,在因負載電動機反發(fā)電造成電能饋回直流回路,致使直流回路電壓異常上升,危及逆變模塊和儲能電容的安全時,制動開關管導通,將制動電阻并入直流回路。本電路中光耦合器PC1驅動制動開關管VF1的回路,不能形成激勵電壓的通路,制動電路形同虛設。即使為成品機型,也可能有電路上的失誤之處。維修中需注意!

本變頻器逆變模塊的型號為STK621-051A,為智能功率模塊(IPM)。模塊內含IGBT的驅動電路、欠電壓(驅動電壓跌落時電路動作)和IGBT過電流、短路保護電路,以及模塊溫度檢測電路、故障信號輸出電路。FO為故障信號輸出端子,經CN1的5腳連接到CPU的77腳。模塊內部故障檢測電路往往有自鎖功能,在輸出過電流、短路或驅動電源欠電壓、模塊過熱等故障發(fā)生時,也對IGBT實施了關斷措施。模塊輸出的IS電流檢測信號,先由IC2(C4570C)運算放大器處理后,經CN1的4腳送入CPU的59腳,以供運行電流顯示及故障報警之用。因為采用了IPM,使得保護電路大為簡化,電路結構相對簡潔。
6路逆變脈沖信號由CPU經CN1的6個端子輸入到模塊內部驅動電路。U、V、W輸出端子上并接的C11、C12、C133只電容器,為驅動電路的自舉電容,當其失容時,會因不能良好地驅動IGBT而頻報OC、SC故障。
變頻器開關電源電路的供電取自直流回路的+、-端,為直流280V左右。開關電源為單管自激振蕩電路,R1、R2為起動電路,提供開關管VT1上電時的起振電壓。R5、C4等元件形成正反饋支路,控制VT1的截止和飽和導通。VD3、VS1又構成一個穩(wěn)壓支路,除加速VT1的截止外,利用VS1的電壓擊穿特性,可使振蕩電路完成工作狀態(tài)的轉換(VS1的擊穿電壓點,即VT1由飽和導通到進入放大區(qū)與截止區(qū)的轉折點),以此來控制電路達到穩(wěn)壓輸出的目的。二次繞組輸出的工作電源還要經后級穩(wěn)壓電路處理后,才作為控制電源。控制端子的電源Vc1由VD4、C7整流濾波得到,因采用IPM的原因,逆變電路不再需要外部4路相互獨立的驅動電源,這使得電源電路也大為簡化。Vc1提供變頻器控制端子的操作電源。VD5、C10整流濾波得到的VD電源,專供逆變模塊內部的驅動電路的供電。VD6、VD7整流電路提供控制電路所需的正、負電源。除控制端子的操作電源外,其他電源都是共“地”的,與直流回路的-端同電位。電路板上的各路供電,與“強電”有通路,這一點必須注意!檢修時應用隔離220V交流電源供電,避免電擊!

二 、CPU 主板電路
下圖為CPU主板電路之一—CPU的基本電路,也即滿足CPU基本工作條件所需的電路構成。由+5V供電電路、復位電路、晶振電路、外接存儲器電路、操作顯示面板的數(shù)碼顯示電路和鍵盤電路組成。

下圖為CPU主板電路之二—數(shù)字/模擬信號控制端子電路,是處理變頻器的控制端子輸入、輸出的數(shù)字與模擬信號的。10、11控制端子輸出變頻器的狀態(tài)(運轉或故障)開關量信號。RP1輸入面板頻率指令信號。2端子輸入控制端子輸入的模擬電壓信號—頻率指令信號。輸入信號的切換由IC4(BU4066BCK)雙向模擬開關來控制。

下圖為CPU主板電路之三—數(shù)字控制端子電路。電路處理的都是數(shù)字開關量信號。用戶用外接按鈕、開關等,通過數(shù)字控制端子,控制變頻器的啟停和故障復位等。3~9端子為控制信號輸入端子,控制信號經光耦合器輸入到CPU引腳。繼電器K1輸出變頻器的工作狀態(tài)信號,是無源觸點輸出。VT2、PC2、運算放大器IC6等電路,是將CPU76腳輸出的PWM脈沖信號,經光電隔離、數(shù)/模轉換、低通濾波成模擬電壓信號,供外接電壓表來顯示運行頻率的。電路傳輸?shù)膶嶋H也為開關量信號。

由于無法識別電壓、相數(shù)、繞組參數(shù),因此接線錯誤風險很高,可能導致接錯電壓燒毀線圈,三相繞組接線錯誤引發(fā)短路、漏電。
從業(yè)多年的資深電工總結出一套標準化實操方案,僅憑萬用表、基礎工具,三步即可完成無銘牌電機判別與接線,區(qū)分單相 / 三相電機、定位繞組、匹配電壓、調試轉向,全程安全可控,一次接線成功。
接線的首要工作,是判定電機類型。單相電機多用于小型民用、輕載設備,三相電機是工業(yè)主力設備,二者接線邏輯、配件、電壓完全不同,區(qū)分錯誤會直接造成故障。 我們可以結合引線數(shù)量、外觀結構、配件、萬用表檢測四種方式綜合判斷,30 秒即可得出結論,具體對比如下表:
| 判別維度 | 單相電機(小功率 / 民用) | 三相電機(大功率 / 工業(yè)) |
|---|---|---|
| 引出線數(shù)量 | 常規(guī) 2~4 根,4 根為主(主繞組 + 副繞組) | 常規(guī) 3 根或 6 根,工業(yè)電機以 6 根居多 |
| 應用場景 & 體積 | 體積小巧,多用于風扇、洗衣機、小型水泵,功率普遍<1.5kW | 體積偏大,多用于風機、工業(yè)水泵、機床設備,功率普遍≥2.2kW |
| 配套配件 | 絕大多數(shù)配備啟動電容(圓形 / 方形) | 無啟動電容,依靠三相相位差實現(xiàn)啟動 |
準備數(shù)字萬用表,調至通斷蜂鳴檔,斷電狀態(tài)下檢測所有引線:
安全提示:所有檢測操作必須完全斷電;若電機剛停止運行,繞組會殘留余電,需先對引線放電,再進行測量,避免萬用表讀數(shù)異常或觸電。
單相電機依靠主繞組運行、副繞組 + 啟動電容完成啟動,電容容量、繞組接線順序是重中之重。電容選配不當、繞組接反,會出現(xiàn)啟動無力、轉速異常,嚴重時直接燒毀副繞組。
數(shù)字萬用表(調至 200Ω 電阻檔)、匹配規(guī)格啟動電容、絕緣膠帶、記號筆。
三相電機是工業(yè)場景主流設備,無銘牌時最大難點是判定額定電壓與區(qū)分星型(Y)、三角型(△)接法。3 根引線與 6 根引線的接線方式不同,需分開測試,全程優(yōu)先采用低壓短時試機,杜絕全壓直接試機。
這類電機出廠已固定星型或三角型接法,僅需判定適配電壓(220V 三相 / 380V 三相):
6 根引線可分為三組獨立繞組,支持星型、三角型兩種接法,380V 工業(yè)用電環(huán)境下兩種接法扭矩、電流差異較大,需分步測試:
某車間 6 引線舊水泵電機,無銘牌,三組繞組電阻均為 5Ω。
無論單相還是三相電機,接線前、接線中、試運行階段,都必須遵守以下三條準則,兼顧人身安全與設備壽命:
切斷上級電源并懸掛 “禁止合閘” 警示牌,使用萬用表 2500V 絕緣檔,檢測繞組與電機外殼之間的絕緣電阻。絕緣電阻≥0.5MΩ方可接線;若絕緣不達標,說明繞組受潮、破損,需先維修再使用。作業(yè)時佩戴絕緣手套,配備漏電保護器。
所有無銘牌電機,第一次通電必須拆除負載,做到 “空載試機”。觀察運轉狀態(tài)、聆聽異響、觸摸外殼溫度,一旦出現(xiàn)異常,第一時間斷電排查,將故障損失降到最低。
接線調試完成后,使用記號筆或紙質標簽,在電機外殼標注關鍵參數(shù):電機相數(shù)、額定電壓、接線方式、電容規(guī)格(單相電機)。后續(xù)再次使用、檢修時,無需重復檢測,提升工作效率。

2、主回路端子說明

三菱FR-D700變頻器的操作面板及使用
1、變頻器操作面板如下圖

2、操作面板各按鍵功能
| 按鈕 / 旋鈕 | 功能 | 備注 |
| PU/EXT 鍵 | 切換 PU / 外部操作模式 | 使用外部操作模式(用另外連接的頻率設定旋鈕和啟動信號運行)時,請按下此鍵,使 EXT 顯示為點亮狀態(tài) |
| RUN 鍵 | 運行指令正轉 | 反轉用 (Pr.40) 設定 |
| STOP/RESET 鍵 | 進行運行的停止,報警的復位 | - |
| SET 鍵 | 確定各設定 | - |
| MODE 鍵 | 模式切換 | 切換各設定 |
| 設定用旋鈕 | 變更頻率設定、參數(shù)的設定值 | - |
3、操作面板單位表示及運行狀態(tài)表示見下表
| 說明 | 指示燈顯示 | 備注 |
| RUN 顯示 | 運行時點亮 / 閃爍 |
亮燈:正在運行中 慢閃爍 (1.4 秒循環(huán)):反轉運行中 快閃爍 (0.2 秒循環(huán)):非運行中 |
| MON 顯示 | 監(jiān)視器顯示 | 監(jiān)視模式時亮燈 |
| PRM 顯示 | 參數(shù)設定模式顯示 | 參數(shù)設置模式時亮燈 |
| PU 顯示 | PU 操作模式時亮燈 | 計算機連接運行模式時,為慢閃爍 |
| EXT 顯示 | 外部操作模式時亮燈 | 計算機連接運行模式時,為慢閃爍 |
| NET 顯示 | 網絡運行模式時亮燈 | - |
| 監(jiān)視用 LED 顯示 | 顯示頻率、參數(shù)序號等 | - |

4、基本功能參數(shù)一覽表注意:只有當Pr.160“擴展功能顯示選擇”的設定值設定為“0”時,變頻器的擴展功能參數(shù)才有效。

四、設置步驟五、多段速設置參數(shù)多段速輸出編碼表


一、調試前準備
確認電機與變頻器已正確連接,且電機處于空載狀態(tài) 。
二、 恢復出廠設置

三、設定電機參數(shù)



四、設定開關量輸入信號參數(shù)

如果使用模擬量控制頻率需要設定模擬量相關參數(shù)

如果使用多段速功能需要設定多段速參數(shù)

下面是參數(shù)設置實例,僅供參考:
按面板上電機啟動鍵起動電機后停止再進行其它的設置

變頻器端子的使用過程中,往往要配合著參數(shù)設定來控制變頻器的轉動、轉速。
首先,可以通過數(shù)字量輸入端子來控制如啟動,停機,F(xiàn)WD正轉、REV反轉,可以采取源式PNP接線,一端接24V+,一端接數(shù)字量輸入端子,或者漏式NPN接線,一端接com,一端接數(shù)字量輸入端子。
變頻器在設定端子功能時,還可以自行定義邏輯信號的正反邏輯。以減速停機為例,如果端子設為正邏輯,代表端子給入信號的時候,變頻器執(zhí)行停機無法啟動。所以減速停機功能一般設為反邏輯,變頻器上電時端子給入信號,代表不執(zhí)行減速停機,而端子信號斷開,則變頻器立刻執(zhí)行減速停機。
其次,可以通過模擬量輸入端子來控制速度頻率等給定參數(shù),并用電位器來進行控制。常用的為+10V,GND和模擬量輸入端,在參數(shù)中要設置10V對應的模擬量。
另外,還可以通過各個輸出端子來輸出各種參數(shù),外接PLC或上位機等設備。


ACS530沒有速度給定,只有頻率給定(28組參數(shù))


在臺達VFD-E變頻器安裝調試過程中,根據(jù)臺達VFD-E變頻器不同的型號,接線方式也略有不同,詳細如下:












