變頻器的主電路如何上電檢修

1、變頻器的主電路如何上電檢修變頻器維修者必須樹立這樣的觀念：逆變模塊與驅(qū)動(dòng)電路在故障上有極強(qiáng)的連帶性。當(dāng)模塊炸裂損壞后，驅(qū)動(dòng)電路勢必受到?jīng)_擊而損壞；模塊的損壞也可能正是因驅(qū)動(dòng)電路的 故障而造成。因而無論表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)電路或是逆變輸出電路的故障，必須將逆變輸出電路與 驅(qū)動(dòng)電路一同徹底檢查。對(duì)主電路上電試機(jī)，須在確定驅(qū)動(dòng)電路正常能正常輸出六路 鼓勵(lì)脈沖的前提下進(jìn)行。對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的檢修見本書第四章。檢查驅(qū)動(dòng)電路正常后，將損壞逆變模塊換新，才可以上電試機(jī)。整機(jī)裝配后的上電試機(jī)，是一個(gè)必須慎重從事的事件。必須采取相應(yīng)的措施，保證異 常情況出現(xiàn)時(shí)，新?lián)QIGBT模塊不至丁損壞。試機(jī)時(shí)，變頻器啟動(dòng)瞬間是最“要命的一個(gè)

2、時(shí) 刻，無一點(diǎn)防護(hù)措施下的匆忙上電，會(huì)使新?lián)Q上的價(jià)值昂貴的模塊損壞丁剎那問。以前所 付出的檢修的努力不僅白廢了，而且造成了更大的損失，有可能使故障范圍擴(kuò)大了。有的 維修人員炸過幾次模塊，便對(duì)變頻器維修望而卻步了。采取相應(yīng)的上電試機(jī)措施，能根本 上杜絕上電試機(jī)逆變模塊損壞的發(fā)生，只要細(xì)心一點(diǎn)的話根本沒有問題。方法一：將逆變模塊的供電斷開，其實(shí)電路中為連接銅排，拆去一段連接銅排，即將 三相逆變電路的正供電端斷開。注意：斷開點(diǎn)必須在儲(chǔ)能電容之后！假定在KM之前斷開,儲(chǔ)能電容上的儲(chǔ)存電量，會(huì)在逆變電路故障發(fā)生時(shí)，釋放足夠的能量將逆變模塊炸毀！連 接簡圖如下：N圖1變頻器逆變回路的上電檢修電路接線一圖在

3、斷開處申入兩只25W交流220V燈泡，因變頻器直流電壓約為530V左右，一只燈泡 的耐壓缺乏故障情況下，須兩只申聯(lián)以滿足耐壓要求。即使逆變電路有短路故障存在， 因燈泡的降壓限流作用，將逆變電路的供給電流限丁100mA以內(nèi)，逆變模塊不會(huì)再有損壞 的危險(xiǎn)。變頻器空載，U、V、W端子不接任何負(fù)載。先切斷驅(qū)動(dòng)電路的模塊OC信號(hào)輸出回路，防止CPUG1E1AC220V25Wx2HL1 HL2Q3Q5Q1E1Q4U：.V/ WQ6G2Q_I_E2Q -一Q221G2Q_E2PIR 7/C1TD6N(-)KMP(+)做出停機(jī)保護(hù)動(dòng)作，中斷試機(jī)過程(具體操作方法見博文?驅(qū)動(dòng)電路的維修? )。 上電后可能出現(xiàn)如

4、下種情況：1、變頻器在停機(jī)狀態(tài)，燈泡亮。三只模塊有一只上、下臂IGBT漏電，如Q1和Q2。 此種漏電在低電壓情況下不易暴露，如萬用表不能測出，但引入直流高壓后，出現(xiàn)了較大的漏電，說明模塊內(nèi)部有嚴(yán)重的絕緣缺限。購置的拆機(jī)品模塊有時(shí)候出現(xiàn)這種情況?？捎?排除法檢修，如撤除U相模塊(Q1、Q2)后燈泡不亮了，說明該模塊已損壞。2、上電后，燈泡不亮，但接受運(yùn)行信號(hào)后，燈光隨頻率的上升同步閃爍發(fā)亮，說明三 相逆變模塊中，出現(xiàn)一相上臂或下臂IGBT損壞故障。如當(dāng)Q1鼓勵(lì)信號(hào)而開通時(shí)，已損壞 的Q2與導(dǎo)通的Q1一起，形成了對(duì)供電電源的短路。兩只申聯(lián)燈泡承受530V直流電壓而 發(fā)出亮光。3、 上電后，燈泡不亮

5、，接受運(yùn)行信號(hào)后，燈泡仍不亮；用指針式萬用表的交流500V檔，測量U、V、W端子輸出電壓，隨頻率上升而均勻上升，三相輸出電壓平衡。說明逆 變輸出模塊根本上是好的，可以帶些負(fù)載試驗(yàn)了。4、上電后，燈泡不亮，啟動(dòng)變頻器后，燈泡仍不亮。但測量三相輸出電壓，不平衡，嚴(yán)重偏相。故障原因：a、某一臂IGBT管子內(nèi)部已呈開路性損壞；b、某一臂IGBT管子導(dǎo) 通內(nèi)阻變大，接近開路狀態(tài)了。對(duì)此故障的檢測方法如(1)、讓我們掌握用 直流電壓檔測量變頻器U、V、W端子輸出電壓的方法。當(dāng)變頻器 輸出端子輸出三相平衡的交流電壓時(shí)， 說明輸出電壓中不含有直流成分。 換句話說， 此時(shí) 指針式萬用表的直流500V檔所測得直流

6、電壓值為零。當(dāng)輸出偏相時(shí)，實(shí)質(zhì)是逆變輸出電 路的某一臂IGBT導(dǎo)通不良或呈開路狀態(tài)，致使該相輸出為正或負(fù)的半波輸出，或者該相 輸出的正、負(fù)半波不對(duì)稱，輸出電壓中出現(xiàn)了直流分量。一臂IGBT為開路(斷路)狀態(tài) 時(shí)，那么為純直流分量了。此時(shí)用萬用表直流500V檔測量，可得出如下結(jié)果：假定測量U、V之間無直流電壓，但測量W、V和W、U之間有直流電壓值出現(xiàn)，說明W相模塊不良。 假設(shè)為紅筆搭W相，表針正偏轉(zhuǎn)，測說明W相下臂IGBT (Q6)導(dǎo)通不良或沒有導(dǎo)通；假設(shè)黑 表筆搭接W端子表針為正偏轉(zhuǎn)，那么說明U相上臂IGBT (Q5)導(dǎo)通不良或沒有導(dǎo)通。也可以換一種測量方法，直接測量U、V、W三個(gè)輸出端子對(duì)P

7、、N之間的電壓值。仍 用直流500V檔。由分析可以得出結(jié)論：當(dāng)U相的上、下臂IGBT管子Q1、Q2完全正常 地對(duì)稱導(dǎo)通時(shí)，在U端子形成了 “等效的對(duì)直流供電530V的分壓，U端子P、N兩點(diǎn)都 能測出二分之一的530V直流電壓，即260V左右的直流電壓。 而異常狀態(tài)下， 可得出這樣 的測量結(jié)果， 如P、U之間所測電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于260V甚至等于530V,說明Q1內(nèi)部斷路或?qū)?通不良；假設(shè)在U、N之間所測電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高丁260V甚至等丁530V，那么說Q2內(nèi)部C、E之間 斷路或?qū)ú涣迹荒苄纬蓪?duì)530V的“正常分壓而使U相直流電壓升高。2、下述的測量方法，也為一有效方法。修復(fù)一臺(tái)37kW東元變頻器，檢查

8、為逆變模塊損壞，型號(hào)為CM100DU-24H購得一塊相同型號(hào)的模塊，走了一遍脫機(jī)測量的所有“程 序，確認(rèn)模塊無問題后，裝機(jī)上電試驗(yàn)。三相輸出電壓很不平衡，徹底檢查驅(qū)動(dòng)電路確認(rèn) 無故障后，按下列圖2-6簡化圖接線方式測量出新?lián)Q模塊導(dǎo)通內(nèi)阻變大，換新模塊后故 障排除。圖2變頻器逆變回路的上電檢修電路接線二圖我國的動(dòng)力和居民供電，一般采用三相四線制。N為中性線，也稱為零線。注意！變頻器直流回路負(fù)端常常標(biāo)注為N,與三相供電的中性線不是一碼事，在圖中以N* 中性線 相區(qū)分。有的電工老師弄混了，以為變頻器中的N點(diǎn)是與三相供電的N線相連的，連接后， 一上電，整流模塊就炸飛了。將三相U V、W輸出端對(duì)三相供電

9、的零線N*測量用指針式萬用表直流500V檔，U相,W相直流成分為零.而V相約有300V的直流負(fù)壓。由此判斷：V相下管導(dǎo)通良好，而 上管導(dǎo)通不良，兩管輸出的正、負(fù)半波不對(duì)稱，致使V相對(duì)零線有負(fù)電壓輸出。而V相上管，恰巧就是新?lián)Q上的模塊。另購一只CM100DU-24匣換后，三相輸出正常。模塊的故障， 為內(nèi)部輸出管C、E極問導(dǎo)通內(nèi)阻變大。說明了一件事，即使是細(xì)致測量后，認(rèn)為是好的逆 變模塊，也不能白分之白斷定就是沒有問題的。萬用表的測量判斷能力畢竟是有限的。對(duì) 接入電路上電后反映出的問題，不要存有先入之見，認(rèn)為模塊不可能是壞的，從而造成對(duì) 故障的誤斷，使檢修走入彎路！申接燈泡上電檢查逆變電路，對(duì)絕大

10、局部變頻器是適用的，因燈泡的限流和指示作用,帶來了檢修上的很大方便。但例外，也讓我碰到了，在檢修一例安川55kW變頻器時(shí)，上電試機(jī)時(shí)倒把我搞懵了。安川616G3型55kW變頻器的主電路見下列圖：故障實(shí)例：在圖3中DKD點(diǎn)申入兩只燈泡，上電，燈泡不亮，是對(duì)的，我松了一口氣；按操作面 板啟動(dòng)變頻器，燈泡變?yōu)檠┝?！壞了，輸出模塊有短路現(xiàn)象！這是我的第一判斷。停電檢查模塊和驅(qū)動(dòng)電路，均無異常?；仡^查看電路結(jié)構(gòu)，在撤除掉MS1250D225和MS1250D225N后，啟動(dòng)變頻器后燈泡不亮了。測空載輸出三相電壓正常。這兩只元件與外接10Q80W電阻，提供了約白毫安的電流通路，使25W燈泡變?yōu)檠┝?。安川與臺(tái)

11、灣產(chǎn)東元大功率變頻器，IGBT上往往并聯(lián)有MS1250D225和MS1250D225降元件，內(nèi)含電容、二極管元年，與外接 電阻元件一件構(gòu)成了 舊GT的保護(hù)電路，是為抑制尖峰電壓，提供IGBT的反向電流通路來 保護(hù)IGBT平安的，以幾十瓦的功耗的犧牲換來IGBT管子更高的平安性，這是安川變頻器 的模塊保護(hù)電路的特色。變頻器空載啟動(dòng)后，由丁MS1250D225和MS1250D225簿元件的關(guān)系，逆變電路自身 形成了一定的電流通路，并非為逆變模塊不良造成。該機(jī)是一個(gè)特例。有了電流通路，也 并一定是模塊已經(jīng)損壞了，觀察一下，是不是有哪些元件提供了此電流通路？當(dāng)新鮮的經(jīng) 驗(yàn)固化成思維定式，對(duì)故障的誤判就

12、在所難免了。方法二： 因燈泡的降壓作用， 雖有一定的輸出電壓， 但幅值較低 模塊相關(guān)電路取用 了一局部電流 ，不能滿足對(duì)三相輸出電壓的檢測和判斷要求，變頻器有可能報(bào)出“輸出異 常等故障，采取保護(hù)停機(jī)措施，由此引出了上電檢修方法二，見下列圖2-8簡化圖：400V/SP1200Vr/RX3CN/4N1圖3安川616G3型55kW變頻器主電路圖16CN*已短接開路時(shí)跳 O做障14CN/15CN外接熱傳感器開路時(shí)跳 O敝障將申聯(lián)燈泡撤除，申入一只2A玻殼保險(xiǎn)管，上電檢檢測圖2-7安川變頻器主電路的U、V、W三相輸出電路，無直流成分，輸出三相電壓平衡。將切斷的OC信號(hào)回路恢復(fù)，將U、V、W輸出端接入2.

13、2kW三相電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行頻率增減和起、停操作，表現(xiàn)良好，機(jī)器修復(fù)。第三節(jié) 上電檢修方法三逆變輸出電路，在無防護(hù)措施下的高電壓供電情況下，帶電狀態(tài)尤其是啟動(dòng)運(yùn)行狀 態(tài)，嚴(yán)禁測量觸發(fā)端子G1、E1-G6、E6,搭筆即由表筆引線引入干擾，使IGBT誤觸發(fā), 對(duì)電源形成短路而炸毀！用示波器的探頭檢測也不可以！將驅(qū)動(dòng)板脫開逆變電路后，單獨(dú) 檢修驅(qū)動(dòng)板時(shí)，可對(duì)六路輸出脈沖進(jìn)行檢測。一旦連接好主電路，在無限流降壓措施下，不可貿(mào)然搭筆測量！且記！好似見過哪一本變頻器維修書籍， 一位“專家人士指導(dǎo)讀者在變頻器整機(jī)正常連接 和啟動(dòng)狀態(tài)下，檢測觸發(fā)端子上的鼓勵(lì)電壓和波形，簡直是膽大妄為,胡扯一通！上電檢修前，一定要檢

14、查逆變模塊的觸發(fā)端子的連線是否牢固，無保護(hù)措施下，觸發(fā) 引線的連接不良，將導(dǎo)致模塊的炸裂。故障機(jī)理見其它博文中的相關(guān)論述。即使申入保險(xiǎn)，高電壓狀態(tài)下，不建議進(jìn)行鼓勵(lì)電壓脈沖的測量，由此引出了上 電檢修方法三，低電壓供電條件下是可以測量鼓勵(lì)脈沖有無的。見下列圖5:FU1-2AG1E1圖4變頻器逆變回路的上電檢修電路接線三圖將逆變輸出電路供電正端P(+)斷開， 另行接入一個(gè)低壓直流電源， 如常用的S-100-24型24V100W勺一體化儀用開關(guān)電源，或低壓線性電源。因?yàn)榈碗妷汗╇?，且電源本身有?出限流保護(hù)(電源本身的電流輸出能力也是有限的， 這恰好是一個(gè)好處，有了自限流功能)， 檢測逆變輸出電路

15、，就變得非常平安了?？膳浜蠝y量觸發(fā)端子上的截止負(fù)壓和正的鼓勵(lì)電 壓，來判斷哪一相模塊或哪一臂IGBT管子異常。圖6這種接線與供電方式，可以在啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)下，方便檢測驅(qū)動(dòng)電路和逆變電路 的工作情況。故障實(shí)例1:接修一臺(tái)PI-18型11k傳牌變頻器，開關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路等全部檢測并修復(fù)后， 將新購逆變輸出模塊SKM75GD124D接到線路上。保險(xiǎn)起見，先將逆變電路的供電正端斷 開，申接了兩只燈泡上電試機(jī)。上電，燈光不亮，操作面板啟動(dòng)按鈕，燈泡一閃，接著跳OC停機(jī)。此前，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路已做了徹底的檢查，對(duì)所購模塊也做了細(xì)致的測量。分析OC信號(hào)還是因逆變電路或驅(qū)動(dòng)電路故障而返回CPU的，為檢查故障所在

16、，將申聯(lián)燈泡拆去， 為逆變電路接入低壓直流24V電源，開機(jī)檢測。起動(dòng)變頻器，操作顯示面板上顯示輸出頻率正常，測U、V、W輸出交流電壓，50Hz時(shí) 電壓U、V、W輸出電壓為13V左右，且輸出幅度有周期性收縮現(xiàn)象！但三相都有輸出，也 不再跳Og障。曾檢測過正常機(jī)器，當(dāng)逆變輸出電源供電為24V時(shí)，U、V、W端子應(yīng)為穩(wěn)定的18V左右交流電壓。測觸發(fā)端子上的六路鼓勵(lì)脈沖，電壓幅度和電流輸出能力都滿足 要求。說明不是驅(qū)動(dòng)電路的問題。這一來有點(diǎn)意思了，將24V電源換為200V直流電源后，并申接2A保險(xiǎn)管。上電后啟動(dòng)變頻器，還是跳OC并且申接保險(xiǎn)管熔斷！這一下故障徹 底暴露出來了。模塊有嚴(yán)重絕緣缺陷！低電壓供

17、電時(shí)尚不至丁擊穿短路，能維持一定電壓 輸出，高電壓供電時(shí)，即形成較大的短路電流，使變頻器報(bào)出Og障。所購模塊可能為拆P1KMP(+)P機(jī)品一一復(fù)新模塊。將情況向供給商說明，換一塊新模塊，裝機(jī)后故障排除。故障實(shí)例2:一臺(tái)22kW弘筌機(jī)器，逆變模塊供電申接的保險(xiǎn)斷掉，測量主電路未見其它異常。一般 情況下，逆變電路供電電路中申接的速熔保險(xiǎn)管熔斷時(shí)， 逆變電路中必定有一只或兩只IGBT短路了?；蛘叻催^來說，正是由丁IGBT的短路才造成了保險(xiǎn)管的熔斷。但該機(jī)器怎么測量 逆變模塊，都是好的。裝機(jī)后先將逆變供電送入24V,跳EOCn意為加速中過流，電機(jī)側(cè)短路。顯然逆變模塊或驅(qū)動(dòng)電路局部還有故障?？磥聿⒎侵皇?/p>

18、換上保險(xiǎn)那么簡單。瞄瞄， 修過這么多變頻器，還沒有哪臺(tái)變頻器保險(xiǎn)管燒過，換上就好了的。拆機(jī)，重新檢查驅(qū)動(dòng)電路板，六路驅(qū)動(dòng)電路都工作正常。裝機(jī)，還是將逆變供電接入24V,上電跳EfbS,意為保險(xiǎn)絲熔斷。撤除24V供電，將 原保險(xiǎn)端子用燈泡申聯(lián)代之，送電即發(fā)強(qiáng)光。但停電拆掉觸發(fā)端子后，單獨(dú)測量逆變模塊 正常。乂將逆變電路接入24V供電，啟動(dòng)變頻器，當(dāng)頻率上升至5Hz左右時(shí)，仍跳ECOn這 一下倒拿不準(zhǔn)是模塊還是驅(qū)動(dòng)電路仍有問題。重查一遍驅(qū)動(dòng)輸出的正負(fù)電壓及電流，均正常。判斷還是為逆變模塊不良。索性將三 只模塊全數(shù)拆下，放到工作臺(tái)上與驅(qū)動(dòng)板一起送電檢測。上電后，檢測V相上臂IGBT觸發(fā) 端子的負(fù)壓偏低，約2V左右正常時(shí)約7.5V。與驅(qū)動(dòng)電路脫開觸發(fā)端子后，測驅(qū)動(dòng)板輸 出負(fù)壓恢復(fù)為正常值，插上模塊觸發(fā)端子，負(fù)壓乂降低。證實(shí)該模塊確實(shí)已經(jīng)損壞，內(nèi)部IGBT管子的G E極已經(jīng)漏電。換新模塊后，故障修復(fù)。變頻器空載試機(jī)正常后，應(yīng)將所有解除的保護(hù)電路恢復(fù)，進(jìn)一步帶載試驗(yàn)，限丁條件， 維修部內(nèi)如果沒有三相動(dòng)力電源，那么只有帶輕載試驗(yàn)了。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般輸出電流達(dá)5A左右時(shí)，模塊內(nèi)部缺陷也是能暴露出來的。用燈泡作假負(fù)載的電路見下列圖7。將三只同功率的燈泡連接成星形，每只燈泡承受最高電壓恰為220V左右。可直接接丁變頻器的U、V、W三個(gè)輸出端；如果接入小功率三相電動(dòng)機(jī)