工控維修

在變頻器電路中，變壓器經曆了顯著的演變。早期的模型依賴於通過（guò）鐵芯電感線圈繞製的傳（chuán）統變壓器，而現代成熟的電（diàn）路（lù）則主要采用集成式（shì）、密封的電流變壓（yā）器，這些變壓器使用霍爾元件和預電流（liú）檢測電路構（gòu）建。它（tā）們通常被稱為電子電流變壓（yā）器（qì），並被分類為標準型和非標準型。

標準電子電流變壓器是市（shì）場上現（xiàn）成的模製產品。例如，一個10A/1V的電流變壓器在電路中有10A電流流過（guò）時（shí），會輸出1V的信號。相反，非（fēi）標準類型是變頻（pín）器製（zhì）造商定製設計的，不可互換。一旦損壞，通（tōng）常（cháng）需（xū）要從原製造商處更換相同型號。然而，具備深入的維護知識時，有時可（kě）以使用不同型號作為臨時解決方案，直到獲得永久替換件。

電子電（diàn）流變（biàn）壓（yā）器的構造往往涉及使用密封劑，這使得它們在損壞後難以修複。這引發了人們對它們內部電路和可修複性的極大好奇。在修理一台富士（shì）變頻器（qì）時，我需要調整電子電流變壓器的A/V比，這需要（yào）訪問其內部電路。這促使我仔細拆解並繪製了來自三個不（bú）同變頻器模型（xíng）的電流變壓器內部電路（lù）圖（tú），這一過程既充滿（mǎn）挑戰又富有（yǒu）收獲。

從本質上講，電子電流變壓器是一個電流到電壓的轉換器（qì）電路。以泰安（ān）7.5kW變頻器中使用的（de）電流變壓器為例。變壓器的主體（tǐ）是一個圓形空心磁環，變（biàn）頻器的U、V、W輸出線作為初級繞組穿過其中（zhōng）。隨著變頻器輸出電流的變化，磁環產生的磁場線密度也會發生變化。

在這個磁環的間隙中嵌入了一個霍爾元件，該元件有四個引線端子。霍爾元件以片狀封裝，其封裝端麵（miàn）（也稱為磁場線收集區或磁感應麵）暴露在磁場（chǎng）線（xiàn）中。霍爾（ěr）元件（jiàn）將磁場線的變化轉換為（wéi）感應電壓輸出。

電流變壓器的電路包括霍爾元件（jiàn）和一個（gè）精密雙（shuāng）運算放大器（qì）電路，如4570。為了使（shǐ）霍爾元件工作，必須提（tí）供大約3-5mA的恒定電流。在這個電路中，4570A被（bèi）配置為恒流源，為霍（huò）爾元件提供所需的毫安級恒定電流（在此情況下約為（wéi）5.77mA）。這個電流（liú）被施加到霍爾元件的4號和2號引腳上。

隨輸出電流變化（huà）的感（gǎn）應電壓出現（xiàn）在霍爾元件的1號（hào）和3號引腳（jiǎo）上，並被施加到4570B的2號和3號輸入端子（zǐ）上。這三個（gè）引腳連接到一個參考電壓（零電位點），並且在這兩（liǎng）個引腳上的輸入電壓的任何變化都會被4570B放大並輸出。

電子電流變壓器通（tōng）常有四（sì）個端子組件：兩個（gè）端（duān）子為內部放大器供電（+15V和-15V），另外兩個作為信號輸出端子（一（yī）個接地（dì），一個作為信號OUT端子）。除了為（wéi）雙運算（suàn）放大器IC4570供電外，+15V和-15V還被進（jìn）一步穩定以形成一個零電位點，該點被引入4570的三（sān）個引腳中。當變頻器關閉時，OUT點的（de）接地測量值應（yīng）為0V。在運行時，它會輸出一個與輸出電流成正比的交流（liú）信號電壓，通常低於4V。

如（rú）果電子電流變壓（yā）器損壞，它可能會在靜（jìng）態狀態（tài）（變頻器關閉（bì）時）輸（shū）出更高的正或（huò）負直流電壓。這通常（cháng）是（shì）由於內部運算放大器損壞（huài）造成（chéng）的。當變頻器執行開機（jī）自檢時，可能會顯（xiǎn）示一個（gè）故障代碼（有時手冊中未列出）並拒絕啟動或甚至以其參數運行。

台達3.7kW變頻器的電流變壓器（qì）電路使用了一個可（kě）編程運算放大器芯（xīn）片。盡管我還沒有確定這個芯片的具體型號（hào），但改裝測試已經（jīng）揭示了它的一些電路特性。實驗結果表明，2號引腳是恒流電源端子，3號和4號引腳是差分放大器的輸入端子，13號引腳是信號輸出（chū）端子。通過逐（zhú）步短路11、12和（hé）13號引（yǐn）腳的焊點，放大倍數會（huì）減小；相反，逐步斷開電路會增加放大倍數。這種可調性使得芯片更容易與不（bú）同功率輸出的變頻器相匹配。我通過采取適當措施，成功地將這個電流變（biàn）壓器應用到（dào）了45kW的富士（shì）變頻器上。

重要的是要（yào）注意，變頻器的電壓和電流檢測（cè）信號可能會被程序（xù）用來控製（zhì）輸出三相電壓和電流。因此，在修理或（huò）改裝原始電路時（shí），保持原始電路參數至（zhì）關重要，以確保正常運行。隻（zhī）要可能，建議使（shǐ）用原裝配件來修理變頻器，同（tóng）時保持（chí）原始電路形式。