富士 臺安 東元變頻器電流互感器電路圖說
在東元變頻器系列電路之前,先將幾種變頻器的電流互感器電路呈上來,供大家參考。
變頻器電路上應用的電流互感器,除早期極個別產品采用穿心式電感線圈繞制而成的傳統互感器外,在成熟電路中,常采用霍爾元件與前置電流檢測電路做成的一體化密封式電流互感器(姑且稱之為電子型電流互感器),其中又分為標準型和非標準型,標準型采用市場上的專用成型產品。如10A/1V型電流互感器,回路中的每10A電流,產生1V的信號電壓輸出。非標準型是變頻器廠家自行設計與定做的,不能通用,損壞時一般是用原廠家提供的同型號產品進行更換。當然有了較深的維修功夫,也可以用不同型號的電流互感器應急修復或改進后代換的。
電子型電流互感器往往采用某種密封膠進行固化,一經拆除便造成損壞,無法復原。內部是些什么電路,可不可以修復或者代用,使技術人員大費猜測。筆者在修理一臺富士變頻器時,以東元變頻器的主板代換之,需調整電子型電流互感器的A/V比時,是必須由互感器內部電路來調整的,才下定決心,用刀剔鋸拉的方式,費了好大力氣,解剖測繪了此3種變頻器的電流互感器的內電路。
電子型電流互感器其實就是一個電流/電壓轉換器的電路。臺安3.7kW變頻器電流互感器電路具有一定的代表性。電流互感器的主體也為一圓形空心磁環,變頻器的U、V、W輸出線作為一次繞組穿過鐵心磁環(小功率機型一般是穿過多匝),磁環中即產生隨變頻器輸出電流大小而疏密變化的磁力線。此磁環有一個缺口,在這個缺口里嵌入了四引線端的霍爾元件?;魻栐槠瑺罘庋b,磁環的磁力線穿過霍爾元件的封裝端面,此端面又稱為磁力線收集區(或磁感應面)?;魻栐⒋帕€的變化轉變為感應電壓輸出。電路由霍爾元件和一只精密雙運放電路4570組成,須為霍爾元件工作加入一個mA(約為3~5mA)級的恒定電流,4570a接成恒上 流源輸出方式,提供霍爾元件正常工作所需的mA級恒定電流(本電路霍爾元件的工作電流約為5.77mA),加至霍爾元件的4、2腳;霍爾元件1、3腳輸出隨輸出電流變化而變化的感應電壓,加到4570b的2、3腳兩個輸入端,3腳為基準電壓(零電位點)所鉗位,2腳的輸入電壓的變化經放大后由1腳輸出(電流檢測信號),電子型電流互感器往往為四端元件,其中兩個端子為+15V、-15V的內部放大器的供電,另兩個端子為信號輸出端,一個端子接地,一個端子為信號OUT端。+15V、-15V除提供雙運放IC4570的供電外,又經進一步的6V穩壓,形成一個零電位點引入4570的3腳。變頻器在停機狀態時,對地測OUT點,應為0V,在運行中,則隨輸出電流大小比例輸出4V以下的交流信號電壓。
電子型電流互感器損壞后,在靜態時(變頻器g機)即輸出一個正或負的較高的直流電壓,多為內部運算放大器損壞。變頻器上電自檢,即顯示故障代碼(有時候顯示一個說明書中沒有的代碼),變頻器將拒絕起動操作,甚至拒絕參數操作。
東元3.7kW變頻器電流互感器電路,采用的是一片可編程運放芯片,此芯片的型號至今沒有查到,但通過改裝試驗,摸出了電路的一些特點。據試驗,2腳為恒流供電端,3、4腳為差分放大器輸入端,13腳為信號輸出端。將11、12、13腳焊錫缺口逐級短接時,放大倍數呈減小趨勢;逐級開路時,放大倍數增大。以此可以調節芯片的放大倍數,便于匹配不同功率輸出的變頻器。筆者通過采取相應措施,將該電流互感器成功地應用到了45kW的富士變頻器上。
變頻器的電壓檢測和電流檢測信號都有可能被程序運用到輸出三相電壓和電流的控制——檢測信號發生變化時,輸出三相電壓和電流也相應變化。檢修或改動原電路時,務必小心,不致變化原電路參數,還是提倡用原配件在維持原電路形式不變的前提下,修復變頻器。