變頻器IGBT模塊故障維修實例詳解

  對於變頻器的維修,總的來說,首先要對其工作原理有較透徹的理解,對每個電路的性能指標、工作點及器件的性能、好壞都能有一個正確的判別,才能真正地修好每一台設備,做到心中有數。現以在售後服務中維修的一台變頻器為例,說明維修的方法、依據及應注意的問題,與讀者共同探討,以求簡潔、快速的維修好變頻器設備。

  1、故障現象

  某一抽油機變頻器設備,是1140v/30kw的抽油機專用變頻器,在運行過程中中間一相igbt模塊處被燒黑,其上的母線尖峰吸收電容(3f/1200v的無感電容兩隻串聯再並聯)的一個腿被打斷,不能正常運行。

  2、初步判斷

  接到客戶匯報情況後,筆者去現場維修。用萬用表檢測主電路部分,中間一相雖然被熏黑,但檢測還是好的,其他兩相也正常。 

       3、維修過程

  (1)首先更換損壞的器件。將3f /1200v的電容更換後,再將隔離開關合上,給控製櫃送電,控製櫃沒反應,電源燈不亮,電壓表沒有指示。

  (2)輸入端接有高壓熔斷器,懷疑是它損壞了。用萬用表的高壓檔檢測熔斷器後的三個端子對地的電壓,都正常,均為690v,因控製電路用的是220v電源,於是懷疑1140/220v的變壓器有問題。後來斷電後用萬用表檢測熔斷器兩端阻值,有一相通,另兩相斷,因此斷定原判斷有誤,有兩相熔斷器燒斷。檢測熔斷器,有電顯示,應是未斷的那相通過1140/220v的變壓器的初級繞組串過去的,因是單相供電,形不成電壓,因而1140v/220v的變壓器不工作,控製櫃因得不到電壓而不能工作。

  (3)將熔斷器更換後,櫃子送電正常,工頻啟動,工作正常,工頻維修完畢。接著維修變頻部分。其主電路如圖1示。

  

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  圖1 變頻器主電路圖

  (4)通控製電。一送電,顯示板上的故障保護燈就亮,懷疑幹擾,但多次送、停電都這樣,因處於保護狀態,不能開機。後將短路保護插線拔掉(因主電路沒通電,隻是控製電路送電,無影響),送電正常。開機也正常,用萬用表檢測頻率到達50hz時的電壓,三相輸出電壓都平衡,線間電壓為8.2v,對中線為5.0v,工作正常。

  (5 ) 檢查短路保護板。將輸入端短路保護取樣電流傳感器拔下,測量板上電源電壓,±12v正常,但+5v供電電壓+3.0v,將集成塊成74hc14拔下,+5v正常,說明該集成塊已經損壞,更換一隻新的。

  

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  圖2 短路隔離板圖

  ( 6 ) 將輸入端短路保護取樣電流傳感器插上。先插正母線上電流傳感器,測±12v,工作正常;再插負母線上電流傳感器,測±12v電壓,+12v+ 9.0v,-12v正常。說明負母線上電流傳感器損壞。將該電流傳感器取下更換。

  (7)將拔下的線都插上,並與主板連接好。通控製電,工作正常。為進一步驗證工作狀況,在主電路上加220v的電壓,開機後工作也正常,線間電壓為220v,對中線為130v(在50hz的情況下),工作正常。

  (8)將工頻停下,開啟變頻。但變頻一開機就出現短路保護。後將負載斷開,變頻器空載運行,也出現短路保護。這樣分析,送控製電正常,加220v也正常,懷疑器件有耐壓不夠的,因此停電後將原來燒的變黑的模塊更換。更換後送控製,送220v,工作都正常。送主電1140v,開至50hz,工作正常。

  (9)接上負載,帶載運行。但又出現問題,一開機又出現短路保護。檢測電機也正常,後來考慮是否是負母線上的電流傳感器也損壞了。於是通控製電檢測,在靜態時,電流傳感器的信號取樣電阻兩端有電壓,為+3.0v,因靜態下無電流,正常情況下應為0v,說明該傳感器損壞,再更換一隻新的,開機後檢測正常。

  (10)最後送控製,送主電,工作正常,帶負載,工作正常,三相電壓、電流完全平衡,維修完畢。

  4、應注意事項

  從該次的維修情況看,可總結以下應引起注意的幾點:

  (1)要有正確的判別方法。比如熔斷器的判斷,因帶電檢測造成誤判,應堅持正確的判別方法,單個檢測。有時需要取下單個測量;或者是用萬用表的高壓檔(帶2500v檔位的)檢測兩相之間的電壓,因單相電不能形成回路,因而測不出電壓,也可判別。

  (2)有的器件用萬用表檢測是好的,但萬用表的電壓較低,對於耐壓高的器件,可能判別不出,應注意加壓檢測。但現場條件有限,可采取以上逐步加壓的措施予以鑒別。

  (3)對於出現以上瞬間大電流的情況,應注意檢測與之相關的器件。比如上述有兩相熔斷器斷了,這說明機內肯定出現了大電流,這時應檢測相應的電流傳感器,其電源及電流傳感器是否損壞。比如上述的正母線電流傳感器電源損壞,負母線電流傳感器靜態工作點不對等,要加以檢測。最好在通控製電時一並檢測出來,以免造成工作的重複。

  (4)維修要堅持正確的方法、步驟,不要忙亂。通控製電、加低壓、加高壓、帶載等步驟是必不可少的。不要更換器件後,不看控製電正常與否而盲目送主電,帶載,以免造成更大的故障,損壞更多的器件。

  5、結束語

  變頻器的維修是建立在對其工作原理、主要器件的性能、指標正確理解的基礎上的,隻要堅持正確的方法、步驟,才可以正常地進行維修工作,以達到事半功倍的效果。因此必須要多學習、多探討、勤於實踐,使自己的工作水平不斷充實、提高、更快、更好的服務於用戶。


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