變頻器開(kāi)關(guān)電源的原理及維修維修部 楊曉明電源是每一個(gè)電路的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為電路提供能量的重要作用，它是設(shè)備能夠正常運(yùn)行的重要保障。電源的種類(lèi)很多，開(kāi)關(guān)電源由于體積小、重量輕、、動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓效果好，因此被廣泛應(yīng)用到了各種電子設(shè)備中。下面就以u(píng)c3844開(kāi)關(guān)電源芯片為例講述一下開(kāi)關(guān)電源的基本原理和在變頻電路中的作用。
右圖a-1所示為開(kāi)關(guān)電源pwm波形調(diào)制芯片。該圖為8腳雙列直插封裝。 7腳是芯片的電源輸入端，該端在內(nèi)部集成了穩(wěn)壓器和門(mén)限電壓控制器，所以該芯片不用在---設(shè)置穩(wěn)壓電路，只要接一只電阻即可。門(mén)限值為10v，當(dāng)7腳輸入電壓低于10v，該芯片將禁止輸出，處于保護(hù)狀態(tài)。正常工作時(shí)該端電壓約為12v—16v之間。 4腳是內(nèi)部壓控振蕩器的定時(shí)端，通過(guò)接上合適的rc網(wǎng)絡(luò)，使輸出的pwm波控制在20khz—100khz之間。 a—1 2腳、3腳是輸出取樣反饋端，用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的輸出，以便進(jìn)行pwm調(diào)制控制，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。在變頻器系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源需要輸出：一組5v/dc、一組±12v/dc、四組20v/dc等多組電壓。其中5v/dc 主要用作主板及控制板的供電，±12v/dc用作霍爾檢測(cè)器件的供電，
四組20v/dc用作igbt的觸發(fā)供電。變頻器的型號(hào)及品牌不同，其開(kāi)關(guān)電源的電壓值也不盡相同，但基本構(gòu)架是一樣的，在此僅以下圖為例講一講開(kāi)關(guān)電源的工作原理。 a—2 如圖a—2所示：電源經(jīng)d1—d4、c1、c2整流濾波之后，通過(guò)電阻r3到了uc3844的7腳電源正端，為其供電，uc3844通過(guò)檢測(cè)當(dāng)7腳電壓大于10v時(shí)，控制內(nèi)部壓控振蕩器開(kāi)始工作，通過(guò)r8、c5將pwm的頻率控制在要求范圍之內(nèi)。
一、前言為滿足目前市場(chǎng)對(duì)多品種小批量織物的染色的需求，很多企業(yè)都應(yīng)用了卷染機(jī)，因?yàn)樵撛O(shè)備可進(jìn)行間歇式生產(chǎn)，以目前紡織業(yè)的發(fā)展前景來(lái)看卷染機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越廣闊。卷染機(jī)控制方面要求具備自動(dòng)記道、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)換向、自動(dòng)掉頭、自動(dòng)停車(chē)、防墜液等功能，在整個(gè)工藝過(guò)程中，臺(tái)州進(jìn)口變頻器，要求---布匹的張力和線速度恒定，因此對(duì)系統(tǒng)的自控控制水平要求較高。而國(guó)內(nèi)較為傳統(tǒng)的卷染機(jī)大部分采用雙直流電機(jī)控制，只能達(dá)到近似的恒張力控制效果，
也有采用單變頻器的卷染機(jī)，放卷采用異步電機(jī)直流制動(dòng)的方式，收放卷用接觸器在變頻器和直流制動(dòng)之間進(jìn)行切換，以上這些方案，分析其原理，都是在較大誤差情況下的一種近似結(jié)果，因此控制效果不盡如人意。進(jìn)口的卷染機(jī)，有的采用伺服控制，有的是用價(jià)格昂貴的工程型變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，效果較為理想，但是對(duì)于國(guó)內(nèi)的用戶來(lái)說(shuō)，成本壓力很大。本文以一個(gè)工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明采用ski600系列矢量重載變頻器并巧妙地完成卷染機(jī)的工藝要求。巨型卷染機(jī)技術(shù)指標(biāo)：門(mén)幅：1800--3600mm；卷徑：1500mm；車(chē)速：20--150m﹨/min；溫度：98℃；張力調(diào)整范圍：
300~1000n；上圖是卷染機(jī)工作的示意圖，這是一個(gè)典型的中心卷曲控制系統(tǒng)。未染色的布匹首先通過(guò)上布電機(jī)卷曲到其中的一個(gè)輥筒上，進(jìn)口變頻器批發(fā)，在輥筒的傳動(dòng)軸上安裝有計(jì)數(shù)用地接近開(kāi)關(guān)，此時(shí)控制系統(tǒng)計(jì)下整卷布的道次，上卷完畢，采用人工的方式把布匹的一頭卷到另外一個(gè)輥筒上面，待包覆緊密即可正常開(kāi)始工作。
隨著輸出頻率的上升，流入濾波器的基波電流幅值按照頻率的平方關(guān)系上升，直到額定值。因此，這種變頻器運(yùn)行的頻率一般不會(huì)超過(guò)額定頻率的1.1倍，否則，進(jìn)口變頻器總代理，當(dāng)頻率過(guò)高時(shí)，變頻器無(wú)法提供濾波電容所需的無(wú)功電流。 圖2輸出濾波器換向式電流源型變頻器 在起動(dòng)和低速時(shí)，由于輸出電壓較低，濾波電容基本上起不到換相作用，一般采取電流斷續(xù)換相法。每當(dāng)逆變側(cè)晶閘管要換相時(shí)，設(shè)法使流入到逆變器的直流電流下降到零，使逆變側(cè)晶閘管暫時(shí)關(guān)斷，
然后給換向后應(yīng)該導(dǎo)通的晶閘管加上觸發(fā)脈沖。重新恢復(fù)直流電流時(shí)，電流將根據(jù)觸發(fā)順序流入新導(dǎo)通的晶閘管，從而實(shí)現(xiàn)從一相到另一相的換相。斷流的辦法很多，其中一種方法是在直流環(huán)節(jié)設(shè)置一直流電流旁路電路，當(dāng)要關(guān)斷逆變側(cè)晶閘管時(shí)，直流環(huán)節(jié)電流被此電路所旁路，而不會(huì)流過(guò)逆變側(cè)晶閘管，晶閘管自然關(guān)斷。當(dāng)下一對(duì)晶閘管需要導(dǎo)通時(shí)，再切斷旁路電路，恢復(fù)直流電流繼續(xù)流向逆變器(圖2)。此輔助斷流電路要能承受全部直流環(huán)節(jié)電壓，并能通過(guò)全部直流電流，時(shí)間大約幾百微秒，以---晶閘管恢復(fù)阻斷。高壓晶閘管要求較高的阻斷電壓，帶來(lái)的影響是需要較長(zhǎng)的關(guān)斷時(shí)間，因此，輔助斷流電路需要相當(dāng)?shù)娜萘俊．?dāng)然，輔助斷流電路不是設(shè)計(jì)成為連續(xù)運(yùn)行的，只是在起動(dòng)和低速時(shí)工作，進(jìn)口變頻器授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商，
使速度達(dá)到一定值，讓濾波電容能正常工作，變頻器要求能在兩種模式之間自動(dòng)切換。另一種方法是電源，或讓電源側(cè)整流入逆變狀態(tài)，直流環(huán)節(jié)電流迅速衰減，以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)斷流的目的。觸發(fā)新的晶閘管時(shí)再讓電源恢復(fù)。直流回路的平波電抗器對(duì)電流斷續(xù)換相是十分不利的，因此必須在電抗器兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流晶閘管，當(dāng)電流衰減時(shí)，觸發(fā)此晶閘管使之導(dǎo)通，使電抗器的能量得以釋放，以便不影響逆變器的斷流。
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