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变频器主电路维修


(二)IGBT测量 在逆变电路中,具体器件就是IGBT和二极管,首先介绍 IGBT的工作原理和好坏判断。 二极管具有单向导电性,好的IGBT怎么测量都不通。
独立测量:将独立的IGBT(管子没有接到电路中),用万 用表的×10kΩ挡,黑表笔接C极,红表笔接E极,用手指短 路C、G极,表针摆动,管子是好的。
(2)缺相,变频器一个桥臂的开关管损坏。哪一 相缺相,对应的那一路上下桥臂开关管损坏。
(3)如输出电压不平衡,去掉电动机,仍不平衡, 变频器不平衡相的桥臂开关管性能不良或有一只 开关管已经损坏。
4.测量6只逆变开关管的好坏 将变频器输出频率调到3Hz左右,万用表打到×500V直流 挡,分别测量:P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之间 的直流电压。 管子正常时,测出的电压应为1/2UPN,如果哪路电压偏高, 则那路IGBT开路或开关不良。
三、逆变电路的维修
(一) 维修目的
1. 维修原因:变频器输出出现了缺相、过流、电动机异常报 警跳闸,变频器不能正常工作等。
2. 故障原因:电动机有问题,造成过流;变频器逆变电路有 问题,造成缺相、输出电压不平衡等。
3. 故障初步确认:首先进行U、V、W电压测量,根 据测量数据,进行正确判断。
(1)变频器输出三相电压平衡,变频器没问题。
4. 测量下桥臂 红表笔接UVW接线桩,黑表笔接N点接线桩。表针 摆动到刻度的3/5,正常,不摆动,断路;摆动到 0Ω,管子短路(该现象很少见,因短路电流很 大,管子必然烧断) 5. 结果分析 上、下桥臂只要 续流管开路,开 关管也坏;续流 管不坏,开关管 有的也坏。
(五) 解决回馈电能的其他方法 公用直流母线 在多台变频器并联应用时,公用直流母线是消耗回馈电能的 好方法。正常工作的条件是: 电路中消耗电能的变频器任何时刻消耗掉的电能必须比此时 释放电能的变频器释放的电能大,否则直流母线会过压跳闸。
解决方法: 错开变频器的制动时间,防止回馈能量集中。为了 防止特殊情况下过压跳闸,在母线上安装制动电 阻,该电阻是应急电阻,容量可选的小一些。
变频器主电路的维修
主电路是包括电源输入端子 R S T、输出端子U V W和制动、 直流电抗器端子的内电路。 其作用为:将输入端三相交流 电变成直流电,再逆变成交流 电的功率处理电路。 该电路在应用中,是故障率较 高的部分电路。
一、主电路工作原理 (一)主电路结构 1.标准变频器主电路
2.个别变频器主电路
(三) 制动电路
图中RB电阻和VTB是制动选件(外购),当电动机产生回 馈
电能,使UPN电压达到700V以上, VTB受控导通(由单片 机
控制),电动机产生的回馈电流流过制动电阻,将机械能转
换成的电能通过RB电阻消耗,电动机得到制动力矩而停止。
(四)逆变电路 VT1~VT6六只IGBT开关管相当于6只开关,闭合导通,打开 截止。 开关规律:上下两只开关管为一相,当该相电流流出时,上 桥臂管子导通,流进时,下桥臂管子导通,两管绝对不能同 时导通,同时导通会造成管子损坏。
二、整流电路的维修
(一)维修目的
1. 维修原因:变频器出现了缺相、欠电压报警跳闸,变频器 不能正常工作。
2. 故障原因:外电压缺相、整流管缺相、电容滤波不良、限 流电阻RL损坏、继电器SL接触不良(损坏)等。
3. 维修方法:首先进行R、S、T电压、直流母线电压测量, 用以鉴别问题是出在外电路还是变频器。
用表的测晶体管挡。 2. 用指针万用表测量 (1) 确定整流管的好坏
注意:指针万用表电阻挡的红表笔接内部电池的“—”极; 黑表笔接内部电池的“+”极,在测量有极性器件时要注意。
①黑表笔接R、S、T,红表笔接P, 测量上桥臂。表针摆动 到刻度的3/5,正常,不摆动,断路;摆动到0Ω,管子短 路(该现象很少见,因短路电流很大,管子必然烧断)。 由此可确定出VD1~VD3哪个管子损坏。
“BSM10GD120DN2” IGBT功率模块管脚图
对应模块测量 IGBT好坏
(四)测量直流电阻确定其他器件的损坏
1. 测量表具:指针万用表的×100或×10Ω挡,数 字万用表的测二极管专用挡。
2. 测量方法:测量输出端子U、V、W到直流母线端 子P、N 之间的直流电阻。可确定VD7~VD12续 流二极管的好坏。
(三)变频器欠压、缺相案例分析 案例1:一台三肯160kW变频器,在工作中,偶尔报欠压停 机。 案例现象:该变频器为恒压供水系统,在一年前就有时报欠 压跳闸,复位后能正常工作。最近一段时间,跳闸比较频 繁,每个星期就跳几次,影响到正常工作。 案例检查:首先测量三相交流电压,均为385V,正常;再 测量直流母线上电压,为510V,正常。 该厂共有两台同型号的三肯160kW变频器,将两台变频器启 动,输出频率调整为40Hz,再测量两台变频器的直流母线 电压,均为505V。
在测量整流管时,如果有一臂的三只整流管导通电阻明显增 大,则限流电阻坏(限流电阻的正常值在500Ω以下,变频 器的功率越大,阻值越小)。
(3)确定继电器的好坏 继电器的工作原理是线圈通电,触点吸合。如果线圈的驱动 电源损坏,会造成触点不闭合。 判断方法: ①开机时能否听到继电器闭合的声音;如果听不到闭合的声 音,可能继电器驱动电源坏。 ②变频器报欠压,起机时频率上升到1~3Hz时就不再上 升,电动机没有输出电流,用电压表测量直流母线电压很低 (十几伏~几十伏)。可判断为继电器不吸合。
(二)整Байду номын сангаас滤波电路 1.整流
线电压380V电压等级的变频器,整流后直流电压平均值为513V,最 大值为 2380V540。 V 每个周期有6个小波峰,还需要整流加以滤 除。
2. 滤波
1)滤波电容
C1、C2;均压电阻:R1、R2
滤波作用:将整流后的直流电滤平。通过滤波电容,可以使 直流电的平
均值上升。最高可以达到波峰值。变频器空载时电压可达 540V。
(二)具体损坏器件的外线测量 当我们在测量外电路的电压过程中,如果认为变频 器的内部有的器件损坏,可利用测量外线电阻的方 法进行确认,在整流电路中,具体器件就是整流 桥、滤波电容、制动组件(有时没有)、限流电阻 和继电器。用测量直流电阻的方法可有效的确定上 述器件的质量问题。 1. 测量表具:指针万用表的×100或×10Ω挡,数字万
4. 测量顺序:先测量RST三相电压(测接线桩),如正常 (三相都为380V,不缺相、不欠压),再测量直流母线 电压(测接线桩),分负载测量和空载测量。
5. 问题初步判断: (1)如直流母线电压空载在500~540V,负载时在500V左 右,整流滤波电路都没问题,问题出在检测电路(误报)。 (2)如空载正常,负载时电压明显下降(低于450V),当 频率上升到一定值,变频器又跳闸,整流二极管坏。 (3)如空载电压正常,负载电动机不转,电压下降到十几 伏,继电器不吸合。 (4)直流母线无电压,限流电阻断。
②红表笔接R、S、T,黑表笔接N, 测量下桥臂。表针摆动 到刻度的3/5,正常,不摆动,断路;摆动到0Ω,管子短路 (该现象很少见,因短路电流很大,管子必然烧断) 由此可确定出VD4~VD6哪个管子损坏。
(2)测量限流电阻的好坏 当继电器SL损坏,较长时间不能闭合,会造成直流 母线电压低,变频器报欠压;限流电阻损坏;制动 电阻的制动选件短路损坏,造成启动时制动电阻并 联在直流母线上,将限流电阻烧坏;限流电阻根据变 频器型号不同,有的安装在上母线,有的安装在下 母线。
3.充电限流电阻:RL 作用:限制接通瞬间的充电电流,保护整流二极管。当电容 上充电电压上升到一定值后,继电器SL闭合,电路进入正 常工作状态。
4.直流母线 直流母线就是整流后得到的正负电压的两条电源线,正电的 一端叫正母线,负电的一端叫负母线。该母线有相应的外接 端子,连接制动电路,在故障测量时有着重要的作用。
故障判断:由于两台变频器型号相同、功率相同、 外加电压和母线电压相同,均都在正常范围,一台 变频器工作始终正常,而另一台变频器近期频繁的 报欠压故障,判断为变频器的内部检测电路出了问 题,发出误报信号。 变频器必须做解体维修。
案例2 变频器起动后跳“LU” 案例现象:一台富士FRN11G11S变频器在频率上升到15Hz 以上时,“LU”欠电压保护动作。 案例分析:变频器欠压故障是在使用中经常碰到的问题,主 要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V,380V系列 低于350V)或变频器自身原因。变频器自身的主要原因有: 整流模块某一路损坏、滤波电容容量不足;其次是主回路继 电器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上而导致欠 压;再有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。 故障判断:经停机后检测,发现是一只整流管损坏,更换后 正常。
3.测量上桥臂 在电路中,IGBT短路的可能性很小,因为一旦短路,强大 的电流会很快将其烧断。所以IGBT在电路中损坏是以开路 居多。因为IGBT开路对测量6个续流二极管没有影响,所以 可以用测量整流管的方法测量6个续流二极管。 测量上桥臂: 黑笔接UVW接线桩, 红笔接P点接线桩, 表针摆动到刻度 的3/5,正常, 不摆动,断路。
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