變頻器主回路維修技巧（1）

       變頻器維修者必須樹(shù)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(shì)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(wú)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——能正常輸出六路激勵(lì)脈沖的前提下進(jìn)行。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模塊不至于損壞。試機(jī)時(shí)，變頻器啟動(dòng)瞬間是最“要命的一個(gè)時(shí)刻”，無(wú)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(kuò)大了。有的維修人員炸過(guò)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，能基本上杜絕上電試機(jī)逆變模塊損壞的發(fā)生，只要細(xì)心一點(diǎn)的話基本沒(méi)有問(wèn)題。     方法一：將逆變模塊的供電斷開(kāi)，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(kāi)。注意：斷開(kāi)點(diǎn)必須在儲(chǔ)能電容之后！假定在KM之前斷開(kāi)，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(jiǎn)圖如下：

        在斷開(kāi)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(lián)以滿(mǎn)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?xún)?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，避免CPU做出停機(jī)保護(hù)動(dòng)作，中斷試機(jī)過(guò)程（具體操作方法見(jiàn)博文《驅(qū)動(dòng)電路的維修》）。上電后可能出現(xiàn)如下種情況：      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(wàn)用表不能測(cè)出，但引入直流高壓后，出現(xiàn)了較大的漏電，說(shuō)明模塊內(nèi)部有嚴(yán)重的絕緣缺限。購(gòu)買(mǎi)的拆機(jī)品模塊有時(shí)候出現(xiàn)這種情況?？捎门懦z修，如拆除U相模塊（Q1、Q2）后燈泡不亮了，說(shuō)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(shuō)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激勵(lì)信號(hào)而開(kāi)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。兩只串聯(lián)燈泡承受530V直流電壓而發(fā)出亮光。      3、上電后，燈泡不亮，接受運(yùn)行信號(hào)后，燈泡仍不亮；用指針式萬(wàn)用表的交流500V檔，測(cè)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(shuō)明逆變輸出模塊基本上是好的，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(cè)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(kāi)路性損壞；b、某一臂IGBT管子導(dǎo)通內(nèi)阻變大，接近開(kāi)路狀態(tài)了。對(duì)此故障的檢測(cè)方法如 （1）、讓我們掌握用直流電壓檔測(cè)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(shuō)明輸出電壓中不含有直流成分。換句話說(shuō)，此時(shí)指針式萬(wàn)用表的直流500V檔所測(cè)得直流電壓值為零。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(kāi)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(chēng)，輸出電壓中出現(xiàn)了直流分量。一臂IGBT為開(kāi)路（斷路）狀態(tài)時(shí)，則為純直流分量了。此時(shí)用萬(wàn)用表直流500V檔測(cè)量，可得出如下結(jié)果：假定測(cè)量U、V之間無(wú)直流電壓，但測(cè)量W、V和W、U之間有直流電壓值出現(xiàn)，說(shuō)明W相模塊不良。若為紅筆搭W相，表針正偏轉(zhuǎn)，測(cè)說(shuō)明W相下臂IGBT（Q6）導(dǎo)通不良或沒(méi)有導(dǎo)通；若黑表筆搭接W端子表針為正偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明U相上臂IGBT（Q5）導(dǎo)通不良或沒(méi)有導(dǎo)通。     也可以換一種測(cè)量方法，直接測(cè)量U、V、W三個(gè)輸出端子對(duì)P、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(chēng)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(cè)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(cè)量結(jié)果，如P、U之間所測(cè)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于260V甚至等于530V，說(shuō)明Q1內(nèi)部斷路或?qū)ú涣?；若在U、N之間所測(cè)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于260V甚至等于530V，則說(shuō)Q2內(nèi)部C、E之間斷路或?qū)ú涣?，不能形成?duì)530V的“正常分壓”而使U相直流電壓升高。 （2）、下述的測(cè)量方法，也為一有效方法。修復(fù)一臺(tái)37kW東元變頻器，檢查為逆變模塊損壞，型號(hào)為CM100DU-24H。購(gòu)得一塊相同型號(hào)的模塊，走了一遍脫機(jī)測(cè)量的所有“程序”，確認(rèn)模塊無(wú)問(wèn)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(wú)故障后，按下圖2（簡(jiǎn)化圖）接線方式測(cè)量出新?lián)Q模塊導(dǎo)通內(nèi)阻變大，換新模塊后故障排除。

        我國(guó)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(chēng)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)三相供電的零線（N*）測(cè)量（用指針式萬(wàn)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(chēng)，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(gòu)一只CM100DU-24H更換后，三相輸出正常。模塊的故障，為內(nèi)部輸出管C、E極間導(dǎo)通內(nèi)阻變大。說(shuō)明了一件事，即使是細(xì)致測(cè)量后，認(rèn)為是好的逆變模塊，也不能百分之百斷定就是沒(méi)有問(wèn)題的。萬(wàn)用表的測(cè)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(wèn)題，不要存有先入之見(jiàn)，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！         串接燈泡上電檢查逆變電路，對(duì)絕大部分變頻器是適用的，因燈泡的限流和指示作用，帶來(lái)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(jiàn)下圖：