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1、精心整理变频器的维修和故障处理1、测量变频器主电路时应该注意那些问题？答：测量主电路应该注意的问题如下：(1)测量绝缘时首先应该将接至电源和电动机的连接线断开，然后将所有的输入端和输出端 都接连起来，再用兆欧表测量绝缘电阻。(2)测电流：变频器的输入和输出电流都含有各种高次谐波成分，应选用电磁式仪表，因为 电磁式仪表所指示的电流是有效值。(3)测电压：变频器输入侧的电压是网络的正弦波电压，可用任意类型的仪表测量：输出侧 的电压是方波脉冲序列，也含有许多高次谐波成分。由于电动机的转矩主要和电压的基 波有关，因此采用整流式仪表为宜。(4)测波形：用示波器测主电路电压和电流波形时， 必须使用高压探头
2、。如果使用低压探头， 需用互感器或其他隔离器进行隔离。2、测量变频器的控制电路时应该注意那些问题？答：测量控制电路时应该注意的问题如下：(1)仪表选型：由于控制电路的信号比较微弱，各部分电路的输入阻抗较高，因此必须选用 高频(100kHz以上)仪表进行测量，例如使用数字式仪表等。用普通仪表测量时，读出 的数据将偏低。(2)示波器的选型：测量波形时，可以使用 10MHz的示波器。如欲测量电路的过渡过程，则 应该使用200MHz以上的示波器。(3)公共端的位置：控制电路有许多公共端(地端)，理论上说，这些公共端都是等电位的。 但为了使测量结果更加准确，应该选用与被测点最为接近的公共端。3、如何诊断
3、和处理变频器整流模块故障？答：整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源，整流电路一般都是单独的一块整流模块，但也有整流电路与逆变电路二者合一的模块，如富士7MBI系列。变频器整流模块的损坏也是变频器的常见故障之一，早期生产的变频器整流模块均以二极管整流为主，目前部分整流模块 采用晶闸管的的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器的整流模块一般为三相 全波整流，承担着变频器所有输出电能的整流，易过热，也易击穿，且损坏后一般会出现变频 器不能送电，熔断器熔断等现象，三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上) 或短路。测试整流电路前要先找到变频器直流输出端的、与-,然后将万用表调
4、到测量二极管档，黑表笔接“+”，红表笔分别接变频器的输入端 L1、L2、L3端，整流桥的上半桥若是完好，万用表应 显示若损坏万用表显示“ 0”。相反将万用表的红表笔接“-”黑表笔分别接L1、L2、L3端 应得到上述相同的结果，若出现“ 0”则证明整流桥损坏。有的品牌变频器整流电路，上半桥为晶闸管，下半桥为二极管，例如，大功率的danfoss、台达等变频器。判断晶闸管好坏的方法是在控制极加上直流电压(10V左右)看其正向能否导通，这样基本大致能判断出晶闸管的好坏。富士 G9s (P9S系列11KW以下的变频器整流模块集成了 5种功能，整流、预充电晶闸管、制 动管、电源开关管和热敏电阻。例如CVM
5、40CD120整流模块引脚及功能的名称为，整流：R S T、A(+)、N-(-);充电晶闸管：A1、P1、G+n (触发)；制动管：DB、N-、G7 (触发)；DB、1BS其续流二极管；电源开关管：D8、S8 G8;热敏电阻：Th1、Th2。富士 G9S (P9s系列1522KW的变频器整流模块为 VM100BB160,其功能除整流外还有预充 电晶闸管。功率在30KW以上的整流模块为单一整流功能。功率在 75KW以上为多组并联整流 模块。整流模块损坏的原因如下。(1)器件本身质量不好(2)后级电路，逆变功率开关元件损坏，导致整流模块流过短路电流而损坏。(3)电网电压太高，电网遇雷击和过电压浪涌
6、。电网内阻小，过电压保护的压敏电阻已经烧 毁不起作用，导致全部的过压加到整流模块上。(4)变频器与电网的电源变压器太近，中间的线路阻抗很小，变频器没有安装直流电抗和输 入侧交流电抗器，使整流模块处于电容滤波的高幅度尖脉冲电流的冲击状态下，使整流 模块过早损坏。(5)三相输入缺相，使整流模块负担加重而损坏。找到引起整流模块损坏的根本原因，并消除才能更换新的整流模块，以防止换上新整流模块又 发生损坏。更换新整流模块，对焊接的整流模块需确保焊接可靠。确保与周边元件的电气安全 间距，对螺接的整流模块要拧紧，防止接触电阻大而发热。模块与散热器的接触面要求涂好硅 脂降低热阻，对并联的整流模块要用同一型号，
7、同一厂家的产品，以避免电流不均匀而损坏。4、如何诊断和处理变频器逆变功率模块故障？答：逆变电路与整流电路相反，是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W得到相位互差1200电度角的三相交流电压。逆变电路通常指的就是 IGBT逆变模块，IGBT模块损坏也是变频器常见的 故障。中、小型变频器一般用三组IGBT (大功率晶体管模块)；大容量的机种均采用多组IGBT并联， 故测量检查时应分别逐一进行检测。IGBT的损坏也可引起变频器的OC保护功能动作。逆变电路测试(以六相模块为例)：将负载侧U、V、W相的导线拆除，使用二极管测试
8、挡，红 表笔接P (集电极C1),黑表笔依次测U、V、W,万用表显示的数值应为最大；将表笔反过来， 黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N (发射极E2), 黑表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右；黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显 示数值为最大。各相之间的正反向特性应相同，若出现差别说明IGBT模块性能变差。用万用表的红、黑两表笔分别测试功率开关管的栅极G与发射极E之间的正反向特性，再次所测得数值都为最大，此时可判定IGBT模块栅极正常。如果有数值显示，则栅极性能变差。当正 反向测试结果为零时，说明所检测的一相门极已经被击穿短路。栅极损坏时电
9、路板保护门极的 稳压管也将击穿损坏。逆变功率模块损坏的原因如下：(1)器件本身的质量不好。(2)外部负载有严重过流、不平衡、电动机某相绕组对地短路、有一相绕组内部短路、负载 机械卡住、相间击穿、输出电路有短路或对地短路。(3)负载上接电容或因布线不当对地电容太大，使功率开关管有冲击电流。(4)电网电压太高或有较强的瞬间过电压，造成过压损坏。(5)功率开关管的过压吸收电路有损坏，造成不能有效吸收过压而使IGB损坏。(6)滤波电容因日久老化，容量减少或内部电感变大，对母线的过压吸收能力下降，造成母 线上过电压太高而损坏IGBT(7)变频器内部某组电源，特别是IGBT驱动极+、-电源损坏、改变了输出
10、值、或两组电源问 绝缘被击穿。IGBT功率器件的前级光电隔离器件因击穿导致功率器件击穿，或因印刷板 在隔离器件部位因尘埃、潮湿造成打火击穿导致 IGBT损坏。(8)不适当的操作或产品设计软件中有缺陷，在干扰和开机、关机等不稳定情况下引起上下 两功率开关元件瞬间同时导通。(9)雷击、水入侵，异物进入，检查人员误碰等意外。(10) 前级整流模块损坏，由主电源前级进入了交流电，造成IGBT损坏。(11)修理更换功率模块，因没有静电防护措施，在焊接操作时损坏了IGBT或因修理中散热、紧固、绝缘等处理不好，导致短时使用就损坏。并联使用IGBT在更换时型号、批号不一致，导致各并联元件电流不均而损坏。（12
11、）变频器内部保护电路（过压、过流保护）的某元件损坏，失去保护功能。只有查到功率开关管损坏的根本原因， 并首先消除再次损坏的可能，才能更换逆变模块。否则， 换上去的新模块回再损坏。IGBT同绝缘栅场效应管一样要避免静电损坏，在装配焊接中防止损 坏的根本措施是，把要被修理的变频器、IGBT模块、电烙铁、人、操作工作台垫板等全部用导 线连接起来，使得在同一电位下，进行操作，全部连接的公共点应接地。特别是电烙铁头不能 带有高电位，示波器电源要有隔离良好的变压器隔离。IGBT模块在未使用前要保持控制极 G与 发射极E接通，不得随意去掉该器件出厂前的防静电保护 G、E连通措施。功率模块与散热器之间涂导热硅
12、脂，保持厚度 0.10.25mm,接触面80%以上，紧固力矩按紧固螺 钉大小施加，以确保模块散热良好.再装配时要处理好原装配上的各类技术措施，不得简化、省略。 例如，输入的双绞线，各电极连接的电阻阻值，绝缘件、吸收板或吸收电容都要维持原样，要 对做了修焊的驱动印刷板进行清洁并防止爬电的涂漆处理，保证绝缘可靠，不要少装和装错零 部件。并联模块要求型号、编号一致，在编号无法一致时，要确保被并联的全部模块性能相同。5、如何诊断和处理变频器开关电源故障？答：开关电源损坏是众多变频器最常见的故障，通常是由于开关电源发生短路造成的，danfoss变频器采用了新型脉宽集成控制器 UC2844来调整开关电源的
13、输出，同时UC2844还带有电流检 测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V DC24V风扇不转等现象时，首先应该考虑开关电源是否损坏。开关电源损坏的一个明显的特征就是变频器通电后无显示。例如，富士 G5s变频器采用了两级开关电源，其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左右，然后再经过一级开关降压输出 5V、24V多路电源。开关电源的损坏常见的有开 关管击穿，脉冲变压器烧坏，以及次级输出整流二极管损坏，滤波电容使用时间过长，导致电 容特性变化（容量降低或漏电流较大），稳压能力下降，也容易引起开关电源的损坏。例如，MF系列变频器的开关电源采用的是较为常见的反激
14、式开关电源控制方式，开关电源的 输出级电路发生短路也会引起开关电源的损坏，从而导致变频器无显示。开关电源损坏的原因 如下：（1）环境恶污，由于灰尘、水气等造成绝缘损坏。开关电源因局部高温已使印刷板深度发黄 炭化或印制线损坏时，印制板的绝缘和覆铜箔、导线已不能使用时，只能整体更换该印 刷板。查出损坏的元件后更换新元件，元件型号要与原型号一致，在不能一致时，要确 认元件的功率开关频率、耐压以及尺寸能否安装，并要与周边的元件保持绝缘间距。（2）元器件本身寿命问题，特别是开关管或开关集成电路因电流电压负担大，更易损坏。（3）开关变压器的漆包线长期在高温下使用出现发黄、焦臭、变压器绕组间有击穿、变压器
15、绕组特别是高压绕组有断线、骨架有变形和跳弧痕迹。变压器导线因氧化、助焊剂腐蚀 而日久断裂。（4）开关电源变压器本身漏感大，运行时原边绕组的漏感造成大能量的过电压，该能量被吸 收的元件（阻容元件、稳压管、瞬时电压抑制二极管）吸收时发生严重过载，时间一长 吸收的元件就会损坏。6、如何诊断和处理变频器驱动电路故障？答：驱动电路发生故障一般有明显的损坏痕迹，诸如器件（电容、电阻、三极管及印刷板）爆 裂、变色、断线等异常现象，但不会出现驱动电路全部损坏的情况。大功率晶体管驱动电路的 损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相或三 相输出电压不相等，三相电流不平衡等特征
16、。处理方法一般是按照原理图逐级逆向检查、 测量、 替代、比较等；或与另一块正品（新的）驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障的步骤 为：首先，对整块电路板消灰除污。如果发现印刷电路断线，则补线处理；查出损坏器件应更 换；对怀疑的元器件可采用测量、对比、替代等方法的判断，有的器件需要离线测定。驱动电 路修复后，还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形，如果三相脉冲大小、相位不相 等，则驱动电路仍然有异常处（更换的元器件参数不匹配，也会引起这类现象）应重复检查、 处理。造成驱动损坏的原因有多种，一般说来出现的问题表现为U、V、W三相无输出，或者输出不平衡，或者输出平衡但是在低频的时候抖动以及
17、启动报警等。 当一台变频器快熔熔断或者是IGBT 模块损坏的情况下，驱动电路基本都不可能完好无损，不可换上好的快熔或者IGBT模块，这样 很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。此时，应该着重检查一下驱动电路上是否有打火的印记，可以先将IGBT逆变模块的驱动脚连线拔掉，用万用表电阻挡测量六路驱动电路是否阻值相 同（但是极个别的变频器的驱动电路不是六路阻值都相同的：如三菱、富士等变频器），如果六路阻值都基本相同还是不能完全证明驱动电路是完好的，还需要使用电子示波器测量六路驱动 电路上的电压，当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致。也可以使用数字式电子 万用表来测量驱动电路六路的直流电压，一般来说，未启动时的每路驱动电路上的直流电压约为10V左右，启动后的直流电压约为23V。如果测量结果一切正常，基本可以判断此变频器的 驱动电路是好的。然后，就将IGBT逆变模块连接到驱动电品&上，为了可靠应将IGBT逆变模块的P从直流母线上断开，中间接一组串联的灯泡或者一个功率大一些的电阻，这样能在电路出 现大电流的情况下，保护IGBT逆变模块不被大电容的放电电流损坏。