變頻器維修者必須樹立這樣的觀念:逆變模塊與驅動電路在故障上有極強的連帶性。當模塊炸裂損壞后,驅動電路勢必受到沖擊而損壞;模塊的損壞也可能正是因驅動電路的故障而造成。因而無論表現為驅動電路或是逆變輸出電路的故障,必須將逆變輸出電路與驅動電路一同徹底檢查。變頻器主電路維修中對主電路上電試機,須在確定驅動電路正常——能正常輸出六路激勵脈沖的前提下進行。

 

    檢查驅動電路正常后,將損壞逆變模塊換新,才可以上電試機。 整機裝配后的上電試機,是一個必須慎重從事的事件。必須采取相應的措施,保證異常情況出現時,新換IGBT模塊不至于損壞。試機時,變頻器啟動瞬間是最“要命的一個時刻”,無一點防護措施下的匆忙上電,會使新換上的價值昂貴的模塊損壞于剎那間。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大了。有的維修人員炸過幾次模塊,便對變頻器維修望而卻步了。采取相應的上電試機措施,能基本上杜絕上電試機逆變模塊損壞的發生,只要細心一點的話基本沒有問題。

 

    方法:將逆變模塊的供電斷開,其實電路中為連接銅排,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:斷開點必須在儲能電容之后!假定在KM之前斷開,儲能電容上的儲存電量,會在逆變電路故障發生時,釋放足夠的能量將逆變模塊炸毀!連接簡圖如下:

圖1  變頻器逆變回路的上電檢修電路接線一圖

 

    在斷開處串入兩只25W交流220V燈泡,因變頻器直流電壓約為530V左右,一只燈泡的耐壓不足(故障情況下),須兩只串聯以滿足耐壓要求。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于100mA以內,逆變模塊不會再有損壞的危險。

 

    變頻器空載,U、V、W端子不接任何負載。先切斷驅動電路的模塊OC信號輸出回路,避免CPU做出停機保護動作,中斷試機。上電后可能出現如下幾種情況:

1、變頻器在停機狀態,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,出現了較大的漏電,說明模塊內部有嚴重的絕緣缺限。購買的拆機品模塊有時候出現這種情況。可用排除法檢修,如拆除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,但接受運行信號后,燈光隨頻率的上升同步閃爍發亮,說明三相逆變模

塊中,出現一相上臂或下臂IGBT損壞故障。如當Q1激勵信號而開通時,已損壞的Q2與導通的Q1一起,形成了對供電電源的短路。兩只串聯燈泡承受530V直流電壓而發出亮光。

3、上電后,燈泡不亮,接受運行信號后,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。說明逆變輸出模塊基本上是好的,可以帶些負載試驗了。

4、上電后,燈泡不亮,啟動變頻器后,燈泡仍不亮。但測量三相輸出電壓,不平衡,嚴重偏相。故障原因:a、某一臂IGBT管子內部已呈開路性損壞;b、某一臂IGBT管子導通內阻變大,接近開路狀態了。

 

    對此故障的檢測方法如下

    (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。當變頻器輸出端子輸出三相平衡的交流電壓時,說明輸出電壓中不含有直流成分。換句話說,此時指針式萬用表的直流500V檔所測得直流電壓值為零。當輸出偏相時,實質是逆變輸出電路的某一臂IGBT導通不良或呈開路狀態,致使該相輸出為正或負的半波輸出,或者該相輸出的正、負半波不對稱,輸出電壓中出現了直流分量。一臂IGBT為開路(斷路)狀態時,則為純直流分量了。此時用萬用表直流500V檔測量,可得出如下結果: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,說明W相模塊不良。若為紅筆搭W相,表針正偏轉,測說明W相下臂IGBT(Q6)導通不良或沒有導通;若黑表筆搭接W端子表針為正偏轉,則說明U相上臂IGBT(Q5)導通不良或沒有導通。

    也可以換一種測量方法,直接測量U、V、W三個輸出端子對P、N之間的電壓值。仍用直流500V檔。由分析可以得出結論:當U相的上、下臂IGBT管子Q1、Q2完全正常地對稱導通時,在U端子形成了“等效的”對直流供電530V的分壓,U端子P、N兩點都能測出二分之一的530V直流電壓,即260V左右的直流電壓。而異常狀態下,可得出這樣的測量結果,如P、U之間所測電壓遠遠高于260V甚至等于530V,說明Q1內部斷路或導通不良;若在U、N之間所測電壓遠遠高于260V甚至等于530V,則說Q2內部C、E之間斷路或導通不良,不能形成對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。修復一臺37kW東元變頻器,檢查為逆變模塊損壞,型號為CM100DU-24H。購得一塊相同型號的模塊,走了一遍脫機測量的所有“程序”,確認模塊無問題后,裝機上電試驗。三相輸出電壓很不平衡,徹底檢查驅動電路確認無故障后,按下圖2(簡化圖)接線方式測量出新換模塊導通內阻變大,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!變頻器直流回路負端常常標注為N,與三相供電的中性線不是一碼事,在圖中以N*(中性線)相區分。有的電工老師弄混了,以為變頻器中的N點是與三相供電的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輸出端對三相供電的零線(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的直流負壓。由此判斷:V相下管導通良好,而上管導通不良,兩管輸出的正、負半波不對稱,致使V相對零線有負電壓輸出。而V相上管,恰巧就是新換上的模塊。另購一只CM100DU-24H更換后,三相輸出正常。模塊的故障,為內部輸出管C、E極間導通內阻變大。說明了一件事,即使是細致測量后,認為是好的逆變模塊,也不能百分之百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。對接入電路上電后反映出的問題,不要存有先入之見,認為模塊不可能是壞的,從而造成對故障的誤斷,使檢修走入彎路!

  • 2018-10-08
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