變頻器驅(qū)動(dòng)電路常見(jiàn)故障及解決方案
1 引言
近十多年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論向交流電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的滲透，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。幾乎可以說(shuō)，有交流電動(dòng)機(jī)的地方就有變頻器的使用。其最主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。
現(xiàn)在通用型的變頻器一般包括以下幾個(gè)部分:整流橋、逆變橋、中間直流電路、預(yù)充電電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路等。一臺(tái)變頻器的好壞，驅(qū)動(dòng)電路起著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)就來(lái)談?wù)勻?qū)動(dòng)電路常見(jiàn)的問(wèn)題以及解決的辦法。
驅(qū)動(dòng)電路只是一個(gè)統(tǒng)稱，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電路本身也經(jīng)歷了從插腳式元的驅(qū)動(dòng)電路到光耦驅(qū)動(dòng)電路，再到厚膜驅(qū)動(dòng)電路，以及比較新的集成驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在前面提到的后三種驅(qū)動(dòng)電路在維修中還是經(jīng)常能遇到的。
2 幾種驅(qū)動(dòng)電路的維修方法
(1)驅(qū)動(dòng)電路損壞的原因及檢查
造成驅(qū)動(dòng)損壞的原因有各種各樣的，一般來(lái)說(shuō)出現(xiàn)的問(wèn)題也無(wú)非是U，V，W三相無(wú)輸出，或者輸出不平衡，再或者輸出平衡但是在低頻的時(shí)候抖動(dòng)，還有啟動(dòng)報(bào)警等等。當(dāng)一臺(tái)變頻器大電容后的快熔開(kāi)路，或者是IGBT逆變模塊損壞的情況下，驅(qū)動(dòng)電路基本都不可能完好無(wú)損，切不可換上好的快熔或者IGBT逆變模塊，這樣很容易造成剛換上的好的器件再次損壞。這個(gè)時(shí)候應(yīng)該著重檢查下驅(qū)動(dòng)電路上是否有打火的印記，這里可以先將IGBT逆變模塊的驅(qū)動(dòng)腳連線拔掉，用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量六路驅(qū)動(dòng)電路是否阻值都相同(但是極個(gè)別的變頻器驅(qū)動(dòng)電路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等變頻器)，如果六路阻值都基本相同還不能完全證明驅(qū)動(dòng)電路是完好的，接著需要使用電子示波器測(cè)量六路驅(qū)動(dòng)電路上電壓是否相同，當(dāng)給定一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)六路驅(qū)動(dòng)電路的波形是否一致;如果手里沒(méi)有電子示波器的話，也可以嘗試使用數(shù)字式電子萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路六路的直流電壓，一般來(lái)說(shuō)，未啟動(dòng)時(shí)的每路驅(qū)動(dòng)電路上的直流電壓約為10V左右，啟動(dòng)后的直流電壓約為2-3V，如果測(cè)量結(jié)果一切正常的話，基本可以判斷此變頻器的驅(qū)動(dòng)電路是好的。接著就將IGBT逆變模塊連接到驅(qū)動(dòng)電路上，但是記住在沒(méi)有100%把握的情況最穩(wěn)妥的方法還是將IGBT逆變模塊的P從直流母線上斷開(kāi)，中間接一組串聯(lián)的燈泡或者一個(gè)功率大一點(diǎn)的電阻，這樣能在電路出現(xiàn)大電流的情況下，保護(hù)IGBT逆變模塊不被大電容的放電電流燒壞，下面就講幾個(gè)在維修變頻器時(shí)和驅(qū)動(dòng)電路有關(guān)的實(shí)例:
(2)安川616G5，3.7kW的變頻器
安川616G5，3.7kW的變頻器，故障現(xiàn)象為三相輸出正常，但在低速時(shí)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，無(wú)法進(jìn)行正常運(yùn)行。首先估計(jì)多數(shù)為變頻器驅(qū)動(dòng)電路損壞，正確的解決辦法應(yīng)該是確定故障現(xiàn)象后將變頻器打開(kāi)，將IGBT逆變模塊從印刷電路板上卸下，使用電子示波器觀察六路驅(qū)動(dòng)電路打開(kāi)時(shí)的波形是否一致，找出不一致的那一路驅(qū)動(dòng)電路，更換該驅(qū)動(dòng)電路上的光耦，一般為PC923或者PC929，若變頻器使用年數(shù)超過(guò)3年，推薦將驅(qū)動(dòng)電路的電解電容全部更換，然后再用示波器觀察，待六路波形一致后，裝上IGBT逆變模塊，進(jìn)行負(fù)載實(shí)驗(yàn)，抖動(dòng)現(xiàn)象消除。
(3)富士G9變頻器
富士G9變頻器，故障現(xiàn)在為上電無(wú)顯示。
接到手估計(jì)可能是變頻器開(kāi)關(guān)電源損壞，打開(kāi)變頻器檢查開(kāi)關(guān)電源線路，但是經(jīng)檢查開(kāi)關(guān)電源器件線路都無(wú)損壞，在DC正負(fù)處上直流電壓也無(wú)顯示，這個(gè)時(shí)候要估計(jì)到可能是驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，將驅(qū)動(dòng)電路初所有電容拆下，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別電容漏液，更換新的電解電容，再次上電后正常工作。
(4)臺(tái)達(dá)變頻器
臺(tái)達(dá)變頻器，故障現(xiàn)象是變頻器輸出端打火，拆開(kāi)檢查后發(fā)現(xiàn)IGBT逆變模塊擊穿，驅(qū)動(dòng)電路印刷電路板嚴(yán)重?fù)p壞，正確的解決辦法是先將損壞IGBT逆變模塊拆下，拆的時(shí)候主要應(yīng)盡量保護(hù)好印刷電路板不受人為二次損壞，將驅(qū)動(dòng)電路上損壞的電子原器件逐一更換以及印刷電路板上開(kāi)路的線路用導(dǎo)線連起來(lái)(這里要注意要將燒焦的部分刮干凈，以防再次打火)，再六路驅(qū)動(dòng)電路阻值相同，電壓相同的情況下使用視波器測(cè)量波形，但變頻器一開(kāi)，就報(bào)OCC故障(臺(tái)達(dá)變頻器無(wú)IGBT逆變模塊開(kāi)機(jī)會(huì)報(bào)警)使用燈泡將模塊的P1和印板連起來(lái)，其他的用導(dǎo)線連，再次啟動(dòng)還跳OCC，確定為驅(qū)動(dòng)電路還有問(wèn)題，逐一更換光耦，后發(fā)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)電路的光耦帶檢測(cè)功能，其中一路光耦檢測(cè)功能損壞，更換新的后，啟動(dòng)正常。
3 結(jié)束語(yǔ)
在變頻器不斷發(fā)展的今天變頻器的驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)也是日新月異，這里所能涉及到的也只是鳳毛麟角，希望能對(duì)廣大技術(shù)人員和變頻器愛(ài)好者有所幫助，希望變頻器從業(yè)者能多多交流，使大家的技術(shù)都能更上一層樓。
近十多年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論向交流電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的滲透，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。幾乎可以說(shuō)，有交流電動(dòng)機(jī)的地方就有變頻器的使用。其最主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。
現(xiàn)在通用型的變頻器一般包括以下幾個(gè)部分:整流橋、逆變橋、中間直流電路、預(yù)充電電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路等。一臺(tái)變頻器的好壞，驅(qū)動(dòng)電路起著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)就來(lái)談?wù)勻?qū)動(dòng)電路常見(jiàn)的問(wèn)題以及解決的辦法。
驅(qū)動(dòng)電路只是一個(gè)統(tǒng)稱，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電路本身也經(jīng)歷了從插腳式元的驅(qū)動(dòng)電路到光耦驅(qū)動(dòng)電路，再到厚膜驅(qū)動(dòng)電路，以及比較新的集成驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在前面提到的后三種驅(qū)動(dòng)電路在維修中還是經(jīng)常能遇到的。
2 幾種驅(qū)動(dòng)電路的維修方法
(1)驅(qū)動(dòng)電路損壞的原因及檢查
造成驅(qū)動(dòng)損壞的原因有各種各樣的，一般來(lái)說(shuō)出現(xiàn)的問(wèn)題也無(wú)非是U，V，W三相無(wú)輸出，或者輸出不平衡，再或者輸出平衡但是在低頻的時(shí)候抖動(dòng)，還有啟動(dòng)報(bào)警等等。當(dāng)一臺(tái)變頻器大電容后的快熔開(kāi)路，或者是IGBT逆變模塊損壞的情況下，驅(qū)動(dòng)電路基本都不可能完好無(wú)損，切不可換上好的快熔或者IGBT逆變模塊，這樣很容易造成剛換上的好的器件再次損壞。這個(gè)時(shí)候應(yīng)該著重檢查下驅(qū)動(dòng)電路上是否有打火的印記，這里可以先將IGBT逆變模塊的驅(qū)動(dòng)腳連線拔掉，用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量六路驅(qū)動(dòng)電路是否阻值都相同(但是極個(gè)別的變頻器驅(qū)動(dòng)電路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等變頻器)，如果六路阻值都基本相同還不能完全證明驅(qū)動(dòng)電路是完好的，接著需要使用電子示波器測(cè)量六路驅(qū)動(dòng)電路上電壓是否相同，當(dāng)給定一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)六路驅(qū)動(dòng)電路的波形是否一致;如果手里沒(méi)有電子示波器的話，也可以嘗試使用數(shù)字式電子萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路六路的直流電壓，一般來(lái)說(shuō)，未啟動(dòng)時(shí)的每路驅(qū)動(dòng)電路上的直流電壓約為10V左右，啟動(dòng)后的直流電壓約為2-3V，如果測(cè)量結(jié)果一切正常的話，基本可以判斷此變頻器的驅(qū)動(dòng)電路是好的。接著就將IGBT逆變模塊連接到驅(qū)動(dòng)電路上，但是記住在沒(méi)有100%把握的情況最穩(wěn)妥的方法還是將IGBT逆變模塊的P從直流母線上斷開(kāi)，中間接一組串聯(lián)的燈泡或者一個(gè)功率大一點(diǎn)的電阻，這樣能在電路出現(xiàn)大電流的情況下，保護(hù)IGBT逆變模塊不被大電容的放電電流燒壞，下面就講幾個(gè)在維修變頻器時(shí)和驅(qū)動(dòng)電路有關(guān)的實(shí)例:
(2)安川616G5，3.7kW的變頻器
安川616G5，3.7kW的變頻器，故障現(xiàn)象為三相輸出正常，但在低速時(shí)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，無(wú)法進(jìn)行正常運(yùn)行。首先估計(jì)多數(shù)為變頻器驅(qū)動(dòng)電路損壞，正確的解決辦法應(yīng)該是確定故障現(xiàn)象后將變頻器打開(kāi)，將IGBT逆變模塊從印刷電路板上卸下，使用電子示波器觀察六路驅(qū)動(dòng)電路打開(kāi)時(shí)的波形是否一致，找出不一致的那一路驅(qū)動(dòng)電路，更換該驅(qū)動(dòng)電路上的光耦，一般為PC923或者PC929，若變頻器使用年數(shù)超過(guò)3年，推薦將驅(qū)動(dòng)電路的電解電容全部更換，然后再用示波器觀察，待六路波形一致后，裝上IGBT逆變模塊，進(jìn)行負(fù)載實(shí)驗(yàn)，抖動(dòng)現(xiàn)象消除。
(3)富士G9變頻器
富士G9變頻器，故障現(xiàn)在為上電無(wú)顯示。
接到手估計(jì)可能是變頻器開(kāi)關(guān)電源損壞，打開(kāi)變頻器檢查開(kāi)關(guān)電源線路，但是經(jīng)檢查開(kāi)關(guān)電源器件線路都無(wú)損壞，在DC正負(fù)處上直流電壓也無(wú)顯示，這個(gè)時(shí)候要估計(jì)到可能是驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，將驅(qū)動(dòng)電路初所有電容拆下，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別電容漏液，更換新的電解電容，再次上電后正常工作。
(4)臺(tái)達(dá)變頻器
臺(tái)達(dá)變頻器，故障現(xiàn)象是變頻器輸出端打火，拆開(kāi)檢查后發(fā)現(xiàn)IGBT逆變模塊擊穿，驅(qū)動(dòng)電路印刷電路板嚴(yán)重?fù)p壞，正確的解決辦法是先將損壞IGBT逆變模塊拆下，拆的時(shí)候主要應(yīng)盡量保護(hù)好印刷電路板不受人為二次損壞，將驅(qū)動(dòng)電路上損壞的電子原器件逐一更換以及印刷電路板上開(kāi)路的線路用導(dǎo)線連起來(lái)(這里要注意要將燒焦的部分刮干凈，以防再次打火)，再六路驅(qū)動(dòng)電路阻值相同，電壓相同的情況下使用視波器測(cè)量波形，但變頻器一開(kāi)，就報(bào)OCC故障(臺(tái)達(dá)變頻器無(wú)IGBT逆變模塊開(kāi)機(jī)會(huì)報(bào)警)使用燈泡將模塊的P1和印板連起來(lái)，其他的用導(dǎo)線連，再次啟動(dòng)還跳OCC，確定為驅(qū)動(dòng)電路還有問(wèn)題，逐一更換光耦，后發(fā)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)電路的光耦帶檢測(cè)功能，其中一路光耦檢測(cè)功能損壞，更換新的后，啟動(dòng)正常。
3 結(jié)束語(yǔ)
在變頻器不斷發(fā)展的今天變頻器的驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)也是日新月異，這里所能涉及到的也只是鳳毛麟角，希望能對(duì)廣大技術(shù)人員和變頻器愛(ài)好者有所幫助，希望變頻器從業(yè)者能多多交流，使大家的技術(shù)都能更上一層樓。
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