检修主电路大量元器件损坏问题

1.故障现象

变频器不工作,主电路有大量元器件被损坏。

2.故障分析

主电路大量元器件损坏,有可能是因为主电路中某元器件出现短路(如储能电容短路),引起其他元器件相继损坏,也可能是其他电路,如制动控制电路出现故障,在电动机减速制动时制动电路不能导通,电动机的再生电流对储能电容充电过高而击穿储能电容或逆变电路的IGBT,这些元器件短路后又会使充电电阻和整流二极管进一步损坏。

3.故障检修

为了防止故障范围进一步扩大,应采用先不带电检测,然后带电检测。检修过程如下:

1)用前面介绍的不带电检修方法,检测主电路的整流电路、逆变电路、限流、滤波和制动电路,找出故障元器件后更换新元器件。

2)找出故障元器件并更换后可以开始通电试机,因为万用表的电池电压很低,可能无法检测出一些在通电情况下才表现出故障的元器件,为了避免通电造成损失,在通电时可作一些防护措施。

在通电前,将两只220V、25W的灯泡串联起来,接在整流电路和滤波电容之间,另外将逆变电路也断开,如图8-16所示,灯泡的作用起限流保护作用。当给变频器接通输入电源时,若电路正常,灯泡会亮一下后熄灭(输入电源经整流电路对储能电容充电的表现),如果灯泡一直亮,则可能是储能电容C₁、C₂短路,制动管VL₁短路,可断开制动管VL₁,若灯泡熄灭,则为制动管短路,若灯泡仍亮,则为储能电容短路。

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图8-16 采用串联灯泡和断开电路的方法检查主电路

在确定滤波和制动电路正常后,将两只220V、25W的灯泡串联到逆变电路之前,如图8-17所示,对变频器进行空载(即U、V、W端不接负载)通电试机,可能会出现以下情况:

1)变频器通电待机时,灯泡亮。变频器通电待机时,驱动电路不会送驱动脉冲给逆变电路的IGBT,所有的IGBT应处于截止状态,灯泡亮的原因为逆变电路某上、下桥臂存在漏电或短路,如VT₁、VT₂同时短路或漏电,用万用表测VT₁、VT₂可能是正常的,但通电高压下故障会表现出来。

2)变频器通电待机时,灯泡不亮,但对变频器进行运行操作后灯泡一亮一暗闪烁。变频器运行时,驱动电路送驱动脉冲给逆变电路的IGBT,灯泡闪亮说明流过灯泡的电流时大时小,其原因是某个IGBT损坏,如VT₂短路。当VT₁触发导通时,VT₁、VT₂将逆变电路供电端短路,流过灯泡电流很大而发出强光。

3)变频器待机和运行时,灯泡均不亮。用万用表交流500V挡测量U、V、W端子的输出电压U_UV、U_UW、U_VW,测量U_UV电压时,一根表笔接U端子,另一根表笔接V端子,发现三相电压平衡(相等),说明逆变电路工作正常,可给变频器接上负载进一步试机。

如果万用表测得U_UV、U_UW、U_VW电压不相等,差距较大,其原因是某个IGBT开路或导通电阻变大。为了找出损坏的IGBT,可用万用表直流500V挡分别测量U、V、W端与N端之间的直流电压。如果逆变电路正常,U、V、W端与N端之间的电压约为主电路电压(约为530V)的一半,约为260V。如果U、N之间的电压远远高于260V甚至等于530V,说明VT₂的C、E极之间导通电阻很大或开路(也可能是VT₂无驱动脉冲),如果U、N之间的电压远远低于260V甚至等于0V,说明VT₁的C、E极之间导通电阻很大或开路(也可能是VT₁无驱动脉冲)。

图8-17 在逆变电路和前级电路之间串联灯泡