變頻器電路中的數字端子光耦電路應用研究

摘 要：作為變頻器日常的維護人員，除了了解變頻器主路結構和原理外，更需要深入了解其接口電路，也就是變頻器數字端子的內部的光電耦合電路原理，當變頻器發生外部接點故障時，熟知其原理的人才可能快速判斷故障點，進而快速排除外部接點故障，從而才能保證設備快速開機運行。

關鍵詞：數字端子；光耦；高電平；低電平

1 光耦器的概念及原理

光電偶合器件（簡稱光耦）是把發光器件（如發光二極管）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現耦合構成電-光和光-電的轉換器件。

當電信號通過變頻器數字端子端子外部接點閉合送入光電耦合器的輸入端時，發光二極管通過電流而發光，光敏元件（光電三極管）受到光照后產生電流，三極管的CE兩極導通；當電信號通過變頻器數字端子端子外部接點斷開輸入端無信號，發光二極管不亮，光電三極管截止，CE不通。對于數位量，當輸入為低電平“0”時，光電三極管截止，輸出為高電平“1”；當輸入為高電平“1”時，光電三極管飽和導通，輸出為低電平“ 0”。這種“ 0”和“1”進入內部CPU執行程序控制，實現邏輯輸出。

2 光電耦合器的結構及作用

變頻器數字端子內部連接光耦器件，一般有一個二極管和一個光電三極管組成，有的是兩個二極管和一個光電三極管組成，二個二極管在內部反相并聯。因光耦的結構特性，變頻器端子輸入和光電三極管輸出側需要相互隔離的獨立供電電源，也就是兩電源不能共地。一般變頻器端子輸入側和內部三極管的CE輸出側都是24V直流電。

3 通用變頻器接口光電耦合電路實例圖：

3.1 雙向發光二極管光耦電路分析

由圖1中可以看出變頻器數字輸入端子內部光耦電路是雙向二極管控制，即當數字輸入模式選擇參數設置為PNP時，電流從24V電源正極24通過軟接點到SC端子再到外部接點閉合后到S1---S8任意端子進入內部電阻降壓到左邊二極管正向導通后經過軟接點到24V的負極形成回路，左邊發光二極管發光，光照到光電三極管基極，光電三極管C和E導通將信號送入CPU進行程序控制。

當數字輸入模式選擇參數設置為NPN時，電流就通過反響二極管構成回路執行程序控制。

3.2 單向發光二極管光耦電路分析

由圖2可以看出：以S1開關支路分析，電流由24V正極經過光電二極管，再經過R電阻經過S1開關閉合后到24V負極，形成回路，此時發光二級管發光，光照到光電三極管的基極，三極管C和E導通，此時三極管的C極被強制為0V，變頻器內部CPU對應管腳被置0，反之當S1開關打開后，發光二級管發光沒有電流流過，不發光，三極管C和E截止關斷，此時三極管的C極被強制為5V電壓，變頻器內部CPU對應管腳被置“1”高電平，這就是變頻器對開關信號的采集過程，最終進入CPU程序進行邏輯控制。

4 結束語

作為電氣維護人員，對變頻器內部板子電路可以不需要了解太深，如真是內部故障只有更換設備，但我們經常遇到的是電機開不起來，而由變頻器控制的電機開不起來往往和變頻器的控制部分有關系，變頻器的控制部分最主要的是控制端子部分的接線，一般情況下變頻器開不起來都和變頻器控制端子關系密切，通過對變頻器耦合電路的深入了解，將會大大提高了我們電氣維護人員處理變頻器故障的能力。