变频器电路板上的电子元件及故障分析

    变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成，靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来 提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器内部包含着非常大量的电子元器件，每一个电子元器件都起着至关重要的作用。变频器内部组成按功能分，分为主电路，辅助开关电源，控制板以及驱动板。变频器的电路板主要包括操作板、电源板、驱动板、控制板。

一、电阻

电路板上字母“R”表示电阻，单位有：欧姆（Ω）、千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）。

电阻按照不同的特性分类

1、按材料分：碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和绕线电阻等；

2、按用途分：通用型、精密型、高阻型和功率型等；

3、按功能分：负载电阻、采样电阻、分流电阻、保护电阻等；

4、按安装方式分：插件电阻、贴片电阻；

5、按敏感方式分：力敏电阻、气敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等。

二、电容

电容是一种容纳电荷的器件，广泛用于隔直通交、滤波、旁路、谐振等等。创拓电气的变频器电路板也有这些功能，肯定也有电容元件。

电路板上用字母“CD”表示电容，它的单位是：F（法拉）、pF（皮法）、μF（微法）、nF（纳法）

电容按照不同的特性分类

1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器；

2、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等；

3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐等等；

4、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容、聚丙烯电容等等；

5、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器；

6、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

三、电感

电感器（电感线圈）是用漆包线等绝缘线绕制而成的电磁感应元件。在电路板上用字母“L”表示电感器，它的单位是亨（H）、毫亨（mH）、微亨（μH）。

电感按照不同的特性分类

按结构不同分：线绕式电感器和非线绕式电感器；

按贴装不同分：贴片式电感器、插件式电感器；

按工作频率分：高频电感器、中频电感器和低频电感器；

按用途方式分：振荡电感器、校正电感器、阻流电感器、隔离电感器等等。

四、二极管

二极管是一种具有两个电极的装置，但是电流只能从一个方向流过，即导通，许多的使用是应用其整流的功能。

二极管按照不同的特性分类

按PN结构面的特点分：点接触型二极管、面接触型二极管、平面型二极管等等；

按用途分为：检波二极管、整流二极管、调制二极管、放大二极管等等。

五、三极管

三极管全名为半导体三极管，也称晶体三极管等，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的重要元件。

三极管按照不同的特性分类

1、按材质不同分为：硅管、锗管；

2、按结构不同分为：NPN 、 PNP；

3、按功能不同分为：开关管、功率管、达林顿管、光敏管等；

4、按功率不同分为：小功率管、中功率管、大功率管；

5、按工作频率不同分为：低频管、高频管、超频管；

6、按结构工艺不同分为：合金管、平面管；

7、按安装方式不同分为：插件三极管、贴片三极管。

六、IGBT

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管、绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

它的静态特性有伏安特性、转移特性两种特性；

它的动态特性又称作开关特性。它分为两大部分：一是开关速度，指开关过程中各部分的时间，二是开关过程的损耗。

七、光耦

光耦也名光电隔离器、光电耦合器。它是用光作为媒介，来传输电信号的，发光器与受光器通常封装在同一管壳内。

光接收单元接收到发光器发出的光线之后，就从输出端输出光电流，从而实现了“电—光—电”转换。

光耦按照不同的特性分类

1、按光路径分为：外光路光电耦合器、内光路光电耦合器；

2、按输出形式分为：光敏器件输出型、逻辑门电路输出型、功率输出型等等；

3、按封装可分为：同轴型、扁平封装性、贴片封装型等等；

4、按速度可分为：低速光电耦合器、高速光电耦合器。

再来看看变频器的常见故障分析:

（1）过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。

（2）过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。

（3）欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。