變頻器主電路上電試機(jī)故障檢修

逆變模塊與驅(qū)動(dòng)電路在故障上有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)逆變模塊炸裂損壞后，驅(qū)動(dòng)電路勢(shì)必受到?jīng)_擊而損壞，逆變模塊的損壞也可能正是因驅(qū)動(dòng)電路的故障而造成的。無論表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)電路或是逆變輸出電路的故障，必須對(duì)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)，必須在確定驅(qū)動(dòng)電路正常，即能正常輸出6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)。

上電試機(jī)方法為：將三相逆變電路的正供電端斷開，實(shí)際電路中為連接銅排，拆去一段連接銅排。注意，斷開點(diǎn)必須在儲(chǔ)能電容之后。

在斷開處串入兩只25W交流220V燈泡（見圖8-13），因變頻器直流電壓約為537V，一只燈泡的耐壓不足（故障情況下），需兩只串聯(lián)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(nèi)，逆變模塊將不會(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作出停機(jī)保護(hù)動(dòng)作，中斷試機(jī)過程。上電后可能出現(xiàn)如下幾種情況：

（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V1和V2。此種漏電在低電壓情況下不易暴露，如萬用表不能測(cè)出，但引入直流高壓后，出現(xiàn)了較大的漏電，說明模塊內(nèi)部有嚴(yán)重的絕緣缺陷。購買的拆機(jī)品中的模塊有時(shí)候出現(xiàn)這種情況，可用排除法檢修，如拆除U相模塊（V1、V2）后燈泡不亮了，說明該模塊已損壞。

（2）上電后，燈泡不亮，但接收到運(yùn)行信號(hào)后，燈光隨頻率的上升同步閃爍發(fā)亮。說明三相逆變模塊中，出現(xiàn)一相上臂或下臂IGBT損壞故障。如當(dāng)V1受激勵(lì)信號(hào)而導(dǎo)通時(shí)，已損壞的V2與導(dǎo)通的V1一起，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，接收運(yùn)行信號(hào)后，燈泡仍不亮。用指針式萬用表的交流500V擋測(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。說明逆變輸出模塊基本上是好的，可以進(jìn)行帶負(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：某一臂IGBT內(nèi)部已呈開路性損壞，某一臂IGBT導(dǎo)通內(nèi)阻變大，接近開路狀態(tài)。對(duì)此故障的檢測(cè)方法如下：

1）用萬用表直流電壓擋測(cè)量變頻器U、V、W端子的方法。當(dāng)變頻器輸出端子輸出三相平衡的交流電壓時(shí)，說明輸出電壓中不含有直流成分。換句話說，此時(shí)指針式萬用表的直流500V擋所測(cè)得的直流電壓值為零。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，輸出電壓中出現(xiàn)了直流分量。一臂IGBT為開路（斷路）狀態(tài)時(shí)，輸出則為純直流分量了。此時(shí)用萬用表直流500V擋測(cè)量，假定測(cè)量U，V之間無直流電壓，但測(cè)量W、V和W、U之間有直流電壓值出現(xiàn)，說明W相模塊不良。若為紅表筆搭接W相，指針正偏轉(zhuǎn)，測(cè)說明W相下臂IGBT（V6）導(dǎo)通不良或沒有導(dǎo)通。若黑表筆搭接W相指針為正偏轉(zhuǎn)，則說明W相上臂IGBT（Q5）導(dǎo)通不良或沒有導(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。仍用萬用表直流500V擋。由分析可以得出結(jié)論：當(dāng)U相的上、下臂IGBT（V1、V2）正常對(duì)稱導(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端子對(duì)P、N兩點(diǎn)都能測(cè)出1/2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，說明VI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，則說明V2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，檢查發(fā)現(xiàn)為逆變模塊損壞，型號(hào)為CM100DU-24H。購得一塊相同型號(hào)的模塊，進(jìn)行一遍脫機(jī)測(cè)量，確認(rèn)模塊無問題后，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)無故障后，按圖8-14所示接線方式測(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。

我國的動(dòng)力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(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。有的維修人員以為變頻器中的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（用指針式萬用表直流500V擋），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F臂導(dǎo)通良好，而上臂導(dǎo)通不良，兩臂輸出的正、負(fù)半波不對(duì)稱，致使V相對(duì)零線有負(fù)電壓輸出。而V相上臂，恰巧就是新?lián)Q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(nèi)部輸出管C、E極間導(dǎo)通內(nèi)阻變大。這說明，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有問題的。萬用表的測(cè)量判斷能力有限，無法反映接入電路上電后的問題，認(rèn)為模塊不可能是壞的，從而造成對(duì)故障的誤判，使檢修走彎路。

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?yàn)闊襞莸南蘖骱椭甘咀饔脦砹藱z修上的很大方便。