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变频器主电路维修如何上电检测?

点击数:121 更新时间:2018-7-5 16:11:38 Tag: 变频器主电路维修 变频器维修 安川变频器维修

        变频器维修者必须树立这样的观念:逆变模块与驱动电路在故障上有极强的连带性。当模块炸裂损坏后,驱动电路势必受到冲击而损坏;模块的损坏也可能正是因驱动电路的故障而造成。因而无论表现为驱动电路或是逆变输出电路的故障,必须将逆变输出电路与驱动电路一同彻底检查。变频器主电路维修中对主电路上电试机,须在确定驱动电路正常——能正常输出六路激励脉冲的前提下进行。


    检查驱动电路正常后,将损坏逆变模块换新,才可以上电试机。 整机装配后的上电试机,是一个必须慎重从事的事件。必须采取相应的措施,保证异常情况出现时,新换IGBT模块不至于损坏。试机时,变频器启动瞬间是最“要命的一个时刻”,无一点防护措施下的匆忙上电,会使新换上的价值昂贵的模块损坏于刹那间。以前所付出的检修的努力不仅白废了,而且造成了更大的损失,有可能使故障范围扩大了。有的维修人员炸过几次模块,便对变频器维修望而却步了。采取相应的上电试机措施,能基本上杜绝上电试机逆变模块损坏的发生,只要细心一点的话基本没有问题。


    方法:将逆变模块的供电断开,其实电路中为连接铜排,拆去一段连接铜排,即将三相逆变电路的正供电端断开。注意:断开点必须在储能电容之后!假定在KM之前断开,储能电容上的储存电量,会在逆变电路故障发生时,释放足够的能量将逆变模块炸毁!连接简图如下:

图1  变频器逆变回路的上电检修电路接线一图

 

    在断开处串入两只25W交流220V灯泡,因变频器直流电压约为530V左右,一只灯泡的耐压不足(故障情况下),须两只串联以满足耐压要求。即使逆变电路有短路故障存在,因灯泡的降压限流作用,将逆变电路的供给电流限于100mA以内,逆变模块不会再有损坏的危险。


    变频器空载,U、V、W端子不接任何负载。先切断驱动电路的模块OC信号输出回路,避免CPU做出停机保护动作,中断试机。上电后可能出现如下几种情况:

1、变频器在停机状态,灯泡亮。三只模块有一只上、下臂IGBT漏电,如Q1和Q2。此种漏电在低电压情况下不易暴露,如万用表不能测出,但引入直流高压后,出现了较大的漏电,说明模块内部有严重的绝缘缺限。购买的拆机品模块有时候出现这种情况。可用排除法检修,如拆除U相模块(Q1、Q2)后灯泡不亮了,说明该模块已损坏。

2、上电后,灯泡不亮,但接受运行信号后,灯光随频率的上升同步闪烁发亮,说明三相逆变模

块中,出现一相上臂或下臂IGBT损坏故障。如当Q1激励信号而开通时,已损坏的Q2与导通的Q1一起,形成了对供电电源的短路。两只串联灯泡承受530V直流电压而发出亮光。

3、上电后,灯泡不亮,接受运行信号后,灯泡仍不亮;用指针式万用表的交流500V档,测量U、V、W端子输出电压,随频率上升而均匀上升,三相输出电压平衡。说明逆变输出模块基本上是好的,可以带些负载试验了。

4、上电后,灯泡不亮,启动变频器后,灯泡仍不亮。但测量三相输出电压,不平衡,严重偏相。故障原因:a、某一臂IGBT管子内部已呈开路性损坏;b、某一臂IGBT管子导通内阻变大,接近开路状态了。


    对此故障的检测方法如下

    (1)让我们掌握用直流电压档测量变频器U、V、W端子输出电压的方法。当变频器输出端子输出三相平衡的交流电压时,说明输出电压中不含有直流成分。换句话说,此时指针式万用表的直流500V档所测得直流电压值为零。当输出偏相时,实质是逆变输出电路的某一臂IGBT导通不良或呈开路状态,致使该相输出为正或负的半波输出,或者该相输出的正、负半波不对称,输出电压中出现了直流分量。一臂IGBT为开路(断路)状态时,则为纯直流分量了。此时用万用表直流500V档测量,可得出如下结果:假定测量U、V之间无直流电压,但测量W、V和W、U之间有直流电压值出现,说明W相模块不良。若为红笔搭W相,表针正偏转,测说明W相下臂IGBT(Q6)导通不良或没有导通;若黑表笔搭接W端子表针为正偏转,则说明U相上臂IGBT(Q5)导通不良或没有导通。

    也可以换一种测量方法,直接测量U、V、W三个输出端子对P、N之间的电压值。仍用直流500V档。由分析可以得出结论:当U相的上、下臂IGBT管子Q1、Q2完全正常地对称导通时,在U端子形成了“等效的”对直流供电530V的分压,U端子P、N两点都能测出二分之一的530V直流电压,即260V左右的直流电压。而异常状态下,可得出这样的测量结果,如P、U之间所测电压远远高于260V甚至等于530V,说明Q1内部断路或导通不良;若在U、N之间所测电压远远高于260V甚至等于530V,则说Q2内部C、E之间断路或导通不良,不能形成对530V的“正常分压”而使U相直流电压升高。

    (2)下述的测量方法,也为一有效方法。修复一台37kW东元变频器,检查为逆变模块损坏,型号为CM100DU-24H。购得一块相同型号的模块,走了一遍脱机测量的所有“程序”,确认模块无问题后,装机上电试验。三相输出电压很不平衡,彻底检查驱动电路确认无故障后,按下图2(简化图)接线方式测量出新换模块导通内阻变大,换新模块后故障排除。

图2 变频器逆变回路的上电检修电路接线二图


        我国的动力和居民供电,一般采用三相四线制。N为中性线,也称为零线。注意!变频器直流回路负端常常标注为N,与三相供电的中性线不是一码事,在图中以N*(中性线)相区分。有的电工老师弄混了,以为变频器中的N点是与三相供电的N线相连的,连接后,一上电,整流模块就炸飞了。


    将三相U、V、W输出端对三相供电的零线(N*)测量(用指针式万用表直流500V档),U相,W相直流成分为零.而V相约有300V的直流负压。由此判断:V相下管导通良好,而上管导通不良,两管输出的正、负半波不对称,致使V相对零线有负电压输出。而V相上管,恰巧就是新换上的模块。另购一只CM100DU-24H更换后,三相输出正常。模块的故障,为内部输出管C、E极间导通内阻变大。说明了一件事,即使是细致测量后,认为是好的逆变模块,也不能百分之百断定就是没有问题的。万用表的测量判断能力毕竟是有限的。对接入电路上电后反映出的问题,不要存有先入之见,认为模块不可能是坏的,从而造成对故障的误断,使检修走入弯路!

 

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