工控維修

在變頻器電路（lù）中，變壓器經曆了顯著的演變。早期的模（mó）型依賴於（yú）通過鐵芯電感線圈繞製的（de）傳統變壓器（qì），而現代成熟的電路（lù）則（zé）主要采用集成式、密（mì）封的（de）電流（liú）變壓器，這些變壓器使用霍爾（ěr）元件和（hé）預電流檢測電路構建。它們通常被稱為電子電流變壓（yā）器，並被（bèi）分類為（wéi）標準型（xíng）和非標準型（xíng）。

標準電子電流變壓器是市場上現成的模製產品。例如，一個（gè）10A/1V的電流變（biàn）壓器在電路中有10A電流流過時，會輸出（chū）1V的信號。相反（fǎn），非標準類型是變頻器製造商定製設計的（de），不可互換。一旦損壞，通常需要從（cóng）原（yuán）製造商處（chù）更換相同型號。然而（ér），具備深入的維護知識時，有時可以使用不同型號作為臨時解（jiě）決方案，直到獲得永久替換件。

電子電流變壓（yā）器的構造往往涉（shè）及使用密封劑，這使（shǐ）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（hé）可修複性的極大好奇。在修理一台富士變頻器時，我需要調整（zhěng）電子電流變壓器的A/V比，這需要訪問其內（nèi）部電路。這促使我仔細拆解並繪製了來自三個不同變頻器（qì）模型的電流變壓器內部電路圖，這一過程既充滿挑戰又（yòu）富有收獲。

從本質上講，電（diàn）子電流變壓器（qì）是一個電流到電壓的轉換器電（diàn）路。以泰安7.5kW變頻器中使用的電流變壓（yā）器為例。變壓器的主體是（shì）一個圓形空心磁環（huán），變頻器的U、V、W輸出線作為（wéi）初級繞組穿過其中。隨著變頻器輸出電流的（de）變化，磁環（huán）產生的磁場線密（mì）度也會發生（shēng）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（duān）子。霍爾元件以片狀封裝，其封裝端麵（也（yě）稱為磁場線收集區或磁感應麵（miàn））暴露在磁（cí）場線中。霍爾（ěr）元件將磁場線的變化轉（zhuǎn）換為感應電壓輸（shū）出。

電流變壓器的（de）電路包括霍爾元（yuán）件和一（yī）個精密雙運算放大器電路，如4570。為了使霍爾元件工作，必須提供大約3-5mA的恒（héng）定電流。在這個電路中（zhōng），4570A被配置為恒流源，為霍爾元件提供所需的毫安級恒（héng）定（dìng）電流（在此情況下約為5.77mA）。這個電流被施加到霍爾元件的（de）4號和2號引腳上。

隨輸出電流變化的感應電壓（yā）出現在霍（huò）爾元件的1號和3號引腳上，並被施加到（dào）4570B的2號和3號輸入端子（zǐ）上。這三個引腳連接到一個參考電壓（yā）（零電位點（diǎn）），並且在這（zhè）兩個引（yǐn）腳上的輸入電壓的任何（hé）變化都會被4570B放（fàng）大並輸出。

電子（zǐ）電流變壓器（qì）通常有（yǒu）四個端子組件：兩個端子為內（nèi）部放大器供電（+15V和-15V），另外兩個作為信號輸出端子（一個接地，一（yī）個作為信號OUT端子）。除了為雙（shuāng）運算放大器IC4570供電外，+15V和-15V還被進一步（bù）穩定以形（xíng）成（chéng）一個零電（diàn）位點，該點被引入4570的三（sān）個（gè）引腳中。當變頻器關閉時，OUT點的接地測量值應為0V。在運行時，它會輸（shū）出一個與輸出（chū）電流成正比的（de）交流信號電壓，通（tōng）常低於4V。

如（rú）果電（diàn）子電流變壓器損壞，它可能（néng）會在靜態狀態（變頻器關閉時）輸出更（gèng）高的正或負直流電壓。這通常是由於內部運（yùn）算放大器損壞造成（chéng）的。當變頻器執行開機自檢時，可能會顯示一個故障代碼（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（qì）的電流變壓器電路使用了一個可編程運算放大器芯片。盡管我還沒（méi）有確定（dìng）這個芯片的具體型號（hào），但改裝測試已（yǐ）經揭示（shì）了它的一些電路特性。實驗（yàn）結果表（biǎo）明，2號引腳是恒流（liú）電源端（duān）子，3號和4號引腳是差分放大器的輸入端子，13號引（yǐn）腳是信號輸（shū）出端子。通過逐步短路11、12和（hé）13號引腳的焊點，放大倍數會減（jiǎn）小；相反，逐步斷開電路會增（zēng）加放大倍數。這種可調性使得芯片更容易與不同功率輸出的變頻器相（xiàng）匹配。我通過采取適當措（cuò）施，成功地將這個電流變壓器應用到了45kW的（de）富士（shì）變頻器上（shàng）。

重要的是要注（zhù）意，變頻器的電壓（yā）和電流檢測信號可（kě）能（néng）會被程序用來（lái）控製（zhì）輸出三相電（diàn）壓和電流。因此，在修（xiū）理或改裝原始電路時，保持原始電路參（cān）數至關重要，以確保正常運行。隻（zhī）要可能，建議使用原裝配件（jiàn）來修理變（biàn）頻器，同（tóng）時保持原始電路形式。