施耐德變頻器在各個(gè)行業(yè)中使用比較廣泛，在使用過程中發(fā)生故障，往往要結(jié)合電路原理來進(jìn)行分析，以便更好的進(jìn)行維修。
一、電路原理分析
1．主回路
施耐德通用變頻器采用的是交一直一交電壓型變頻方式，其主回路包括整流線路、濾波及儲(chǔ)能線路、能耗制動(dòng)、直一交逆變等幾部分組成，以ATV31H系列變頻器為例：
(l)整流部分
三相整流部分由六只整流管組成整流橋，將電源的交流電全波整流成直流，三相電源的線電壓為380V．則全波整流后的平均電壓Ud為1.35x380=513V。由于施耐德ATV31H系列整流器均在模塊內(nèi)部，整流部分損壞后一般將整體更換。
(2)濾波部分
電容Cl和C2是將整流后的脈動(dòng)直流電濾平電壓紋波并儲(chǔ)能。變頻器功率越大所配備的電容容量越大。施耐德ATV31變頻器的部分型號(hào)電容配置見下表。
有如下情況時(shí)，要檢查電容是否損壞：
- 使用四年以上的變頻器要檢查容量是否下降。當(dāng)容量下降到80%時(shí)就要更換電容。
- 濾波前的整流橋損壞后，就有交流電直接進(jìn)入電容器，要檢查電容器有沒有損壞。
- 均壓電阻Rll、R12損壞后．由于分壓不均，要檢查電容器有沒有損壞。
- 外包絕緣損壞后，要檢查電容器有沒有損壞。
由于在變頻器接通電源的瞬間，濾波電容器的充電電流很大，易損壞整流器。為了保護(hù)整流器．在電路中串接了RIA和RIB，以限制電容器的充電電流。當(dāng)電容器上充電電壓達(dá)到一定程度時(shí)，繼電器RY1吸合，繼電器觸點(diǎn)接通短接Rl。
(3)制動(dòng)部分
由于異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)減速過程中，再生能量存儲(chǔ)于濾波電路的電容器中，使直流母線的電壓上升。為了釋放制動(dòng)能量．在模塊中設(shè)置了一只ICBT管(圖l中G7)．通過控制IGBT管的導(dǎo)通程度可以設(shè)置制動(dòng)時(shí)間。由于設(shè)備的需要，電機(jī)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)停機(jī)，施耐德ATV31系列設(shè)置了通過直流注入控制停機(jī)。此功能可以通過菜單設(shè)定。
(4)逆變部分
逆變部分采用六只（或6xn只．5.5kWn=2,7.5kWn=3，n根據(jù)功率大小決定)IGBT管和續(xù)流二極管組成，由上、下橋推動(dòng)電路控制六只ICBT管的開，關(guān)順序和導(dǎo)通時(shí)間，將濾波后的直流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可以變化的交流電。輸出頻率和輸出電壓的調(diào)節(jié)均由逆變器按PWM方式來完成。
2．驅(qū)動(dòng)控制回路
控制回路主要包括DSP(CPU)、檢測傳感電路、電壓／電流檢測電路控制信號(hào)的輸入輸出電路、IGBT上下橋驅(qū)動(dòng)電路、各種保護(hù)電路、開關(guān)電源。
(1)開關(guān)電源（注：為5.5kW/7.5kW電源）
施耐德變頻器的輔助電源采用開關(guān)電源，具有體積小、功耗低，效率高等優(yōu)點(diǎn)。電源輸入為主回路直流母線電壓約513V。通過脈沖變壓器的隔離變換和變壓器副邊的整流濾波可以得到多路直流電壓輸出。其中．+12V、-12V、+5v共地．+12V采用TA78M12S三端穩(wěn)壓集成電路，-12V采用TA7912S穩(wěn)壓，+5v采用MJN7223DLl-50穩(wěn)壓。電源振蕩采用FA13842F,正負(fù)12V給傳感器、運(yùn)放等電路供電．+5v給DSP以及數(shù)字電路供電。相互隔離的四路+18V給IGBT模塊的上下橋驅(qū)動(dòng)供電。實(shí)測的5.5kW(7.5kW)開關(guān)電源圖（見下圖）。
需要注意的是當(dāng)FA13842F損壞時(shí)，不能用UC3842代換。
(2)DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）
施耐德ATV31H系列變頻器采用的DSP為日產(chǎn)80引腳的HD64F2612(0.75kW—3kW)和HD64F2618(5.5kW—7.5kW)．主要完成電壓、電流、溫度采樣、六路PWM輸出，各種故障報(bào)警輸入輸出，電壓電流頻率設(shè)定信號(hào)輸入，以及電機(jī)控制算法的運(yùn)算等功能等。
3．驅(qū)動(dòng)電路（上下橋驅(qū)動(dòng)）
(1)0.75kW~2.2kW變頻器驅(qū)動(dòng)電路該系列變頻器上下橋原理圖見下圖。上橋的PWMfa號(hào)分別從DSP的(23)、(30)、(32)腳輸出到IC102(TC7W14FU)反相整形以及阻抗變換匹配，再從IC102輸出到PC1、PC2、PC3光耦對信號(hào)隔離放大，ZD111、ZD121、ZD131為18V穩(wěn)壓管，是PC1、PC2、PC3的輸出保護(hù)，.D113、D123、D133、Dll1、D121、D132(A6)、ZD112、ZD122、ZD132(16V穩(wěn)壓管)組成ICBT的上橋輸入保護(hù)線路。
0.75kW和1.5kW的DSP以及軟件都相同，電路相同，只是橋驅(qū)動(dòng)部分有部分元件的參數(shù)不同。0.75kW和1.5kW不相同元器件的參數(shù)如下表所示。
維修時(shí)只要將0.75kW變頻器按1.5kW變頻器的參數(shù)按表2進(jìn)行修改，就可以成為1.5kW變頻器。
下橋的PWM信號(hào)從DSP輸出到IC101(TD62930F)的(4)、(5)、(6)腳，進(jìn)行隔離放大。從IC101的(9)、(10)、(12)、(13)、(15)、(16)腳輸出通過ZD142、ZDI52、ZD162(16V穩(wěn)壓管)、D442、D452、D462(A6)組成的保護(hù)線路輸入到模塊的IGBT下橋。
(2)5.5kW/7.2kW變頻器驅(qū)動(dòng)電路5.5kW/7.5kW的上下橋驅(qū)動(dòng)線路見下圖。從DSP輸出的PWM信號(hào)分別送到IC102(SN74HC14ANSR)的(9)、(13)、(3)、(11)、(1)、(5)腳，其中(9)、(13)、(3)腳為上橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)，(11)、(1)、(5)腳為下橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)。經(jīng)過六反相器整形放大后分別從(8)、(12)、(4)腳輸出上橋信號(hào)，從(10)、(2)、(6)腳輸出下橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)。分別送到PC1、PC2、PC3(HCNW3120)和PC4、PC5、PC6(HC-PL-3120)光耦隔離輸出。再經(jīng)過由D112、D122、D132(A6)、ZD171、ZD172、ZD173(15V穩(wěn)壓管)、D142、D152、D162(A6)組成的保護(hù)線路分別送到IGBT模塊的上下橋。
5.5kW和7.5kW的變頻器軟件相同，線路相同。只有模塊和儲(chǔ)能電容參數(shù)不同，5.5KW的模塊型號(hào)為：Skiip 31NAB125T12,電容為：390μF/420V×8只，7.5KW的模塊型號(hào)為：Skiip 32NAB125T12,電容為：550μF/420V×8只。