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變頻器的維修和故障處理1、 測(cè)量變頻器主電路時(shí)應(yīng)該注意那些問題?答:測(cè)量主電路應(yīng)該注意的問題如下:(1) 測(cè)量絕緣時(shí)首先應(yīng)該將接至電源和電動(dòng)機(jī)的連接線斷開,然后將所有的輸入端和輸出端都接連起來,再用兆歐表測(cè)量絕緣電阻。(2) 測(cè)電流:變頻器的輸入和輸出電流都含有各種高次諧波成分,應(yīng)選用電磁式儀表,因?yàn)殡姶攀絻x表所指示的電流是有效值。(3) 測(cè)電壓:變頻器輸入側(cè)的電壓是網(wǎng)絡(luò)的正弦波電壓,可用任意類型的儀表測(cè)量:輸出側(cè)的電壓是方波脈沖序列,也含有許多高次諧波成分。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩主要和電壓的基波有關(guān),因此采用整流式儀表為宜。(4) 測(cè)波形:用示波器測(cè)主電路電壓和電流波形時(shí),必須使用高壓探頭。如果使用低壓探頭,需用互感器或其他隔離器進(jìn)行隔離。2、 測(cè)量變頻器的控制電路時(shí)應(yīng)該注意那些問題?答:測(cè)量控制電路時(shí)應(yīng)該注意的問題如下:(1) 儀表選型:由于控制電路的信號(hào)比較微弱,各部分電路的輸入阻抗較高,因此必須選用高頻(100kHz以上)儀表進(jìn)行測(cè)量,例如使用數(shù)字式儀表等。用普通儀表測(cè)量時(shí),讀出的數(shù)據(jù)將偏低。(2) 示波器的選型:測(cè)量波形時(shí),可以使用10MHz的示波器。如欲測(cè)量電路的過渡過程,則應(yīng)該使用200MHz以上的示波器。(3) 公共端的位置:控制電路有許多公共端(地端),理論上說,這些公共端都是等電位的。但為了使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確,應(yīng)該選用與被測(cè)點(diǎn)最為接近的公共端。3、 如何診斷和處理變頻器整流模塊故障?答:整流電路的功能是把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源,整流電路一般都是單獨(dú)的一塊整流模塊,但也有整流電路與逆變電路二者合一的模塊,如富士7MBI系列。變頻器整流模塊的損壞也是變頻器的常見故障之一,早期生產(chǎn)的變頻器整流模塊均以二極管整流為主,目前部分整流模塊采用晶閘管的的整流方式(調(diào)壓調(diào)頻型變頻器)。中、大功率普通變頻器的整流模塊一般為三相全波整流,承擔(dān)著變頻器所有輸出電能的整流,易過熱,也易擊穿,且損壞后一般會(huì)出現(xiàn)變頻器不能送電,熔斷器熔斷等現(xiàn)象,三相輸入或輸出端呈低阻值(正常時(shí)其阻值達(dá)到兆歐以上)或短路。測(cè)試整流電路前要先找到變頻器直流輸出端的“+與”,然后將萬用表調(diào)到測(cè)量二極管檔,黑表筆接“+”,紅表筆分別接變頻器的輸入端L1、L2、L3端,整流橋的上半橋若是完好,萬用表應(yīng)顯示8,若損壞萬用表顯示“0”。相反將萬用表的紅表筆接“-”黑表筆分別接L1、L2、L3端應(yīng)得到上述相同的結(jié)果,若出現(xiàn)“0”則證明整流橋損壞。有的品牌變頻器整流電路,上半橋?yàn)榫чl管,下半橋?yàn)槎O管,例如,大功率的danfoss、臺(tái)達(dá)等變頻器。判斷晶閘管好壞的方法是在控制極加上直流電壓(10V左右)看其正向能否導(dǎo)通,這樣基本大致能判斷出晶閘管的好壞。富士G9S(P9S)系列11KW以下的變頻器整流模塊集成了5種功能,整流、預(yù)充電晶閘管、制動(dòng)管、電源開關(guān)管和熱敏電阻。例如CVM40CD120整流模塊引腳及功能的名稱為,整流:R、S、T、A(+)、N-(-);充電晶閘管:A1、P1、G+n(觸發(fā));制動(dòng)管:DB、N-、G7(觸發(fā));DB、1B+是其續(xù)流二極管;電源開關(guān)管:D8、S8、G8;熱敏電阻:Th1、Th2。富士G9S(P9S)系列15?22KW的變頻器整流模塊為VM100BB160,其功能除整流外還有預(yù)充電晶閘管。功率在30KW以上的整流模塊為單一整流功能。功率在75KW以上為多組并聯(lián)整流模塊。整流模塊損壞的原因如下。器件本身質(zhì)量不好后級(jí)電路,逆變功率開關(guān)元件損壞,導(dǎo)致整流模塊流過短路電流而損壞。電網(wǎng)電壓太高,電網(wǎng)遇雷擊和過電壓浪涌。電網(wǎng)內(nèi)阻小,過電壓保護(hù).2的壓敏電阻已經(jīng)燒毀不起作用,導(dǎo)致全部的過壓加到整流模塊上。(4) 變頻器與電網(wǎng)的電源變壓器太近,中間的線路阻抗很小,變頻器沒有安裝直流電抗和輸入側(cè)交流電抗器,使整流模塊處于電容濾波的高幅度尖脈沖電流的沖擊狀態(tài)下,使整流模塊過早損壞。(5) 三相輸入缺相,使整流模塊負(fù)擔(dān)加重而損壞。找到引起整流模塊損壞的根本原因,并消除才能更換新的整流模塊,以防止換上新整流模塊又發(fā)生損壞。更換新整流模塊,對(duì)焊接的整流模塊需確保焊接可靠。確保與周邊元件的電氣安全間距,對(duì)螺接的整流模塊要擰緊,防止接觸電阻大而發(fā)熱。模塊與散熱器的接觸面要求涂好硅脂降低熱阻,對(duì)并聯(lián)的整流模塊要用同一型號(hào),同一廠家的產(chǎn)品,以避免電流不均勻而損壞。4、如何診斷和處理變頻器逆變功率模塊故障?答:逆變電路與整流電路相反,是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓,以所確定的時(shí)間使上橋、下橋的功率開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷。從而可以在輸出端U、V、W得到相位互差1200電度角的三相交流電壓。逆變電路通常指的就是IGBT逆變模塊,IGBT模塊損壞也是變頻器常見的故障。中、小型變頻器一般用三組IGBT(大功率晶體管模塊);大容量的機(jī)種均采用多組IGBT并聯(lián),故測(cè)量檢查時(shí)應(yīng)分別逐一進(jìn)行檢測(cè)。IGBT的損壞也可引起變頻器的OC保護(hù)功能動(dòng)作。逆變電路測(cè)試(以六相模塊為例):將負(fù)載側(cè)U、V、W相的導(dǎo)線拆除,使用二極管測(cè)試擋,紅表筆接P(集電極C1),黑表筆依次測(cè)U、V、W,萬用表顯示的數(shù)值應(yīng)為最大;將表筆反過來,黑表筆接P,紅表筆測(cè)U、V、W,萬用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N(發(fā)射極E2),黑表筆測(cè)U、V、W,萬用表顯示數(shù)值為400左右;黑表筆接P,紅表筆測(cè)U、V、W,萬用表顯示數(shù)值為最大。各相之間的正反向特性應(yīng)相同,若出現(xiàn)差別說明IGBT模塊性能變差。用萬用表的紅、黑兩表筆分別測(cè)試功率開關(guān)管的柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性,再次所測(cè)得數(shù)值都為最大,此時(shí)可判定IGBT模塊柵極正常。如果有數(shù)值顯示,則柵極性能變差。當(dāng)正反向測(cè)試結(jié)果為零時(shí),說明所檢測(cè)的一相門極已經(jīng)被擊穿短路。柵極損壞時(shí)電路板保護(hù)門極的穩(wěn)壓管也將擊穿損壞。逆變功率模塊損壞的原因如下:(1) 器件本身的質(zhì)量不好。(2) 外部負(fù)載有嚴(yán)重過流、不平衡、電動(dòng)機(jī)某相繞組對(duì)地短路、有一相繞組內(nèi)部短路、負(fù)載機(jī)械卡住、相間擊穿、輸出電路有短路或?qū)Φ囟搪?。?) 負(fù)載上接電容或因布線不當(dāng)對(duì)地電容太大,使功率開關(guān)管有沖擊電流。(4) 電網(wǎng)電壓太高或有較強(qiáng)的瞬間過電壓,造成過壓損壞。(5) 功率開關(guān)管的過壓吸收電路有損壞,造成不能有效吸收過壓而使IGB損壞。(6) 濾波電容因日久老化,容量減少或內(nèi)部電感變大,對(duì)母線的過壓吸收能力下降,造成母線上過電壓太高而損壞IGBT。(7) 變頻器內(nèi)部某組電源,特別是IGBT驅(qū)動(dòng)極+、-電源損壞、改變了輸出值、或兩組電源間絕緣被擊穿。IGBT功率器件的前級(jí)光電隔離器件因擊穿導(dǎo)致功率器件擊穿,或因印刷板在隔離器件部位因塵埃、潮濕造成打火擊穿導(dǎo)致IGBT損壞。(8) 不適當(dāng)?shù)牟僮骰虍a(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件中有缺陷,在干擾和開機(jī)、關(guān)機(jī)等不穩(wěn)定情況下引起上下兩功率開關(guān)元件瞬間同時(shí)導(dǎo)通。(9) 雷擊、水入侵,異物進(jìn)入,檢查人員誤碰等意外。(10) 前級(jí)整流模塊損壞,由主電源前級(jí)進(jìn)入了交流電,造成IGBT損壞。(11) 修理更換功率模塊,因沒有靜電防護(hù)措施,在焊接操作時(shí)損壞了IGBT?;蛞蛐蘩碇猩?、緊固、絕緣等處理不好,導(dǎo)致短時(shí)使用就損壞。并聯(lián)使用IGBT,在更換時(shí)型號(hào)、批號(hào)不一致,導(dǎo)致各并聯(lián)元件電流不均而損壞。(12) 變頻器內(nèi)部保護(hù)電路(過壓、過流保護(hù))的某元件損壞,失去保護(hù)功能。只有查到功率開關(guān)管損壞的根本原因,并首先消除再次損壞的可能,才能更換逆變模塊。否則,換上去的新模塊回再損壞。IGBT同絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管一樣要避免靜電損壞,在裝配焊接中防止損壞的根本措施是,把要被修理的變頻器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺(tái)墊板等全部用導(dǎo)線連接起來,使得在同一電位下,進(jìn)行操作,全部連接的公共點(diǎn)應(yīng)接地。特別是電烙鐵頭不能帶有高電位,示波器電源要有隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發(fā)射極E接通,不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護(hù)G、E連通措施。功率模塊與散熱器之間涂導(dǎo)熱硅脂,保持厚度?,接觸面80%以上,緊固力矩按緊固螺釘大小施加,以確保模塊散熱良好.再裝配時(shí)要處理好原裝配上的各類技術(shù)措施,不得簡(jiǎn)化、省略。例如,輸入的雙絞線,各電極連接的電阻阻值,絕緣件、吸收板或吸收電容都要維持原樣,要對(duì)做了修焊的驅(qū)動(dòng)印刷板進(jìn)行清潔并防止爬電的涂漆處理,保證絕緣可靠,不要少裝和裝錯(cuò)零部件。并聯(lián)模塊要求型號(hào)、編號(hào)一致,在編號(hào)無法一致時(shí),要確保被并聯(lián)的全部模塊性能相同。5、如何診斷和處理變頻器開關(guān)電源故障?答:開關(guān)電源損壞是眾多變頻器最常見的故障,通常是由于開關(guān)電源發(fā)生短路造成的,danfoss變頻器采用了新型脈寬集成控制器UC2844來調(diào)整開關(guān)電源的輸出,同時(shí)UC2844還帶有電流檢測(cè),電壓反饋等功能,當(dāng)發(fā)生無顯示,控制端子無電壓,DC12V、DC24V風(fēng)扇不轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時(shí),首先應(yīng)該考慮開關(guān)電源是否損壞。開關(guān)電源損壞的一個(gè)明顯的特征就是變頻器通電后無顯示。例如,富士G5S變頻器采用了兩級(jí)開關(guān)電源,其原理是主直流回路的直流電壓由500V以上降為300V左右,然后再經(jīng)過一級(jí)開關(guān)降壓輸出5V、24V多路電源。開關(guān)電源的損壞常見的有開關(guān)管擊穿,脈沖變壓器燒壞,以及次級(jí)輸出整流二極管損壞,濾波電容使用時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致電容特性變化(容量降低或漏電流較大),穩(wěn)壓能力下降,也容易引起開關(guān)電源的損壞。例如,MF系列變頻器的開關(guān)電源采用的是較為常見的反激式開關(guān)電源控制方式,開關(guān)電源的輸出級(jí)電路發(fā)生短路也會(huì)引起開關(guān)電源的損壞,從而導(dǎo)致變頻器無顯示。開關(guān)電源損壞的原因如下:(1) 環(huán)境惡污,由于灰塵、水氣等造成絕緣損壞。開關(guān)電源因局部高溫已使印刷板深度發(fā)黃炭化或印制線損壞時(shí),印制板的絕緣和覆銅箔、導(dǎo)線已不能使用時(shí),只能整體更換該印刷板。查出損壞的元件后更換新元件,元件型號(hào)要與原型號(hào)一致,在不能一致時(shí),要確認(rèn)元件的功率開關(guān)頻率、耐壓以及尺寸能否安裝,并要與周邊的元件保持絕緣間距。(2) 元器件本身壽命問題,特別是開關(guān)管或開關(guān)集成電路因電流電壓負(fù)擔(dān)大,更易損壞。(3) 開關(guān)變壓器的漆包線長(zhǎng)期在高溫下使用出現(xiàn)發(fā)黃、焦臭、變壓器繞組間有擊穿、變壓器繞組特別是高壓繞組有斷線、骨架有變形和跳弧痕跡。變壓器導(dǎo)線因氧化、助焊劑腐蝕而日久斷裂。(4) 開關(guān)電源變壓器本身漏感大,運(yùn)行時(shí)原邊繞組的漏感造成大能量的過電壓,該能量被吸收的元件(阻容元件、穩(wěn)壓管、瞬時(shí)電壓抑制二極管)吸收時(shí)發(fā)生嚴(yán)重過載,時(shí)間一長(zhǎng)吸收的元件就會(huì)損壞。6、如何診斷和處理變頻器驅(qū)動(dòng)電路故障?答:驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障一般有明顯的損壞痕跡,諸如器件(電容、電阻、三極管及印刷板)爆裂、變色、斷線等異?,F(xiàn)象,但不會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路全部損壞的情況。大功率晶體管驅(qū)動(dòng)電路的損壞也是導(dǎo)致過流保護(hù)功能動(dòng)作的原因之一。驅(qū)動(dòng)電路損壞表現(xiàn)出來最常見的現(xiàn)象是缺相或三相輸出電壓不相等,三相電流不平衡等特征。處理方法一般是按照原理圖逐級(jí)逆向檢查、測(cè)量、替代、比較等;或與另一塊正品(新的)驅(qū)動(dòng)板對(duì)照檢查、逐級(jí)尋找故障點(diǎn)。處理故障的步驟為:首先,對(duì)整塊電路板清灰除污。如果發(fā)現(xiàn)印刷電路斷線,則補(bǔ)線處理;查出損壞器件應(yīng)更換;對(duì)懷疑的元器件可采用測(cè)量、對(duì)比、替代等方法的判斷,有的器件需要離線測(cè)定。驅(qū)動(dòng)電路修復(fù)后,還要應(yīng)用示波器觀察各組驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)的輸出波形,如果三相脈沖大小、相位不相等,則驅(qū)動(dòng)電路仍然有異常處(更換的元器件參數(shù)不匹配,也會(huì)引起這類現(xiàn)象)應(yīng)重復(fù)檢查、處理。造成驅(qū)動(dòng)損壞的原因有多種,一般說來出現(xiàn)的問題表現(xiàn)為U、V、W三相無輸出,或者輸出不平衡,或者輸出平衡但是在低頻的時(shí)候抖動(dòng)以及啟動(dòng)報(bào)警等。當(dāng)一臺(tái)變頻器快熔熔斷或者是IGBT模塊損壞的情況下,驅(qū)動(dòng)電路基本都不可能完好無損,不可換上好的快熔或者IGBT模塊,這樣很容易造成剛換上的好的器件再次損壞。此時(shí),應(yīng)該著重檢查一下驅(qū)動(dòng)電路上是否有打火的印記,可以先將IGBT逆變模塊的驅(qū)動(dòng)腳連線拔掉,用萬用表電阻擋測(cè)量六路驅(qū)動(dòng)電路是否阻值相同(但是極個(gè)別的變頻器的驅(qū)動(dòng)電路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等變頻器),如果六路阻值都基本相同還是不能完全證明驅(qū)動(dòng)電路是完好的,還
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