本节检修是指在脱开变频器主电路后的,对电源/驱动板的单独上电检修,整机连接条件下,可不敢对驱动电路这么动手啊,别说逆变电路有6只IGBT,有60只IGBT也不够“报销”的。
(1)静态检测
电路处于静止状态时,相对于+5V供电的地端,PC2的2、3脚电压都为5V,直接测量2、3脚之间电压差为0V;以驱动电源的0V为0电位参考点,CN1触发引线端子的1线应为-10V。PC923、PC929的脉冲输出脚和后置放大器的中点电压都为-10V。
检测CN1端子的1线为0V,故障原因有:驱动电源稳压二极管击穿短路;栅极电阻R91开路。
检测CN1端子的1线为18V左右,故障原因有:PC2的后置放大电路中的VT10短路;PC2内部输出电路中的VT1短路;检查PC2的2、3脚如有电压输入,如1V、2V,故障原因为前级信号电路故障,使PC2形成了输入电流的通路。
(2)动态检测
电路静态时测得CN1端子1线上有正常的-10V截止电压,及测量各静态工作点基本正常(其实各检测点都表现为供电电压),要进一步检查动态——对脉冲信号的传输能力,验证电路确无故障或使隐蔽故障暴露出来。
但接着碰到了麻烦事,因为在检修中电源/驱动板与主电路已经脱开,CN1、CN2触发端子是空置的,并未接入IGBT,而且在未查明驱动电路是否工作正常之前,也是绝不允许在IGBT接入530V直流供电的情况下连接驱动电路并检查驱动电路的故障的。请参考第1章变频器主电路的有关章节。
因为IGBT的脱开,驱动电路输出的脉冲无论正常与否,只要按一下操作面板的起动(FWD)或运行(RUN)按键,操作显示面板即跳出OC故障。原因在于驱动芯片PC929在脉冲信号传输期间,PC929的9脚内部电路与外部元器件构成的IGBT管压降检测电路,因IGBT的未接入(相当于开路),而检测到极大的管压降信号,而向CPU报出OC信号,CPU采取了停机保护措施。必须采取相应手段,屏蔽掉驱动电路对IGBT管压降检测功能,令CPU正常发送六路脉冲,以利驱动电路的进一步检修。
图4-11所示电路为PC929驱动电路的IGBT管压降检测等效电路图。
图4-11 IGBT管压降检测等效电路图
如果把IGBT看作一只开关的话,则在正向激励脉冲作用期间,这只开关是闭合状态的,b点电压也为0V,钳位二极管VD1正向导通,将a点电压钳位为0V,PC929的9脚因输入低电平信号,IGBT保护电路不起控,驱动电路正常传输脉冲信号。当IGBT开路性损坏或检修中脱开主电路后,同样在正向激励脉冲作用期间,VD1反偏截止(在与主电路连接状态下)或因脱开主电路呈开路状态,a点电压则上升为R1与R2对18V和-10V的分压值,从两只电阻的阻值可看出,a点电压上升为近17V,PC929的9脚内部IGBT保护电路起控,VT3导通,由8脚输出OC信号,经光耦器件输入CPU,CPU报出OC故障,并停止了脉冲信号的输出。
如果单纯将OC信号切断,如将图4-9中的PC4开路或短接PC2的1、2脚,以中断OC信号的输出,固然可以令CPU不停止脉冲信号的输出,但PC929中IGBT保护电路还处于起控状态,PC929仍无法正常输出驱动脉冲信号。正确的做法是:短接图4-11中的b、c点,即将VD1的负极与0V供电引出线短接,人为造成“IGBT的正常导通状态”,“糊弄”一下IBGT管压降检测电路,使之在激励脉冲作用期间,能一直检测到IGBT的“正常状态”,内部保护电路不起控。
在检修所有变频器的驱动电路板时,只有驱动电路本身有IBGT(管压降检测)保护电路,我们都可以找出图4-11电路中的b、c点并予以短接,就可以将驱动电路OC故障的报警功能屏蔽掉,对驱动电路进行脉冲传输状态的检查了。(www.xing528.com)
好了,短接b、c点,按动操作显示面板上的起动和停止按键,配合对输出脉冲电压的测量,驱动电路的隐蔽故障,便一一暴露无遗了。
驱动电路动、静态电压变化是如此明显,无论用指针式万用表或数字式万用表的用直流电压档或交流电压档,都能测出明显的变化。以至于我们不必采用示波器,也能准确判断出驱动电路对脉冲信号的传输情况。测量数据见表4-3。
表4-3 电压测量值
注:1.用数字式万用表,则能得出表4-3中的数据。指针式万用表的交流电压档,也能显示偏大的直流电压值,故在停机状态,仍显示一定电压值,但在起动状态,表笔马上反向指示。说明指针式万用表的交流电压档,虽能测出信号电压的峰值,但仍能指示出电压的极性。
2.当驱动供电电压为15V和-7.5V时,检测得出的输出侧的电压值也相应降低。
3.因电路元器件的离散性、各路驱动电源电压的差异以及不同型号变频器PWM(SPWM)脉冲波形的差异,测量所得出的动态电压值也会有较大的差异。如从触发端子测得交流电压值,其峰值往往大致接近供电电压值,一般只要满足在13V以上,IGBT就能可靠工作,六路脉冲电压的幅度也有所差异。所以即使同一种采用同一种驱动IC的不同型号的变频器,也不可能测得一样的结果。我们不必从数值的精确度上太过讲究,可完全从动、静态电压值、电压极性的明显变化上,判断出驱动电路的工作状态。
每一路驱动电路,都可以直接从驱动IC的两个输入脚检测输入信号,从驱动信号的输出端子(模块触发端子)检测输出信号。
若输入信号电压为零,则往前检测从CPU至驱动IC的信号传输电路,检测内容请见第7章脉冲信号的前级电路检测;若有输入信号,CN1、CN2的输出信号端子则可能有以下几种情况:
1)用50V交流档测PC923的6脚电压,若过低(如仅为10V),对比测量一下PC929的输入2、3脚电压,若偏低,则往前检测从CPU至驱动IC的信号传输电路,检测内容请见第7章相关章节;如正常,故障可能为PC923内部输出电路的VT1低效,代换PC923。
2)检测PC923的6脚交流电压值,达15V以上(15V供电下,13V以上即为正常值),故障原因为R65、R91有阻值变大现象,更换。或VT11低效,更换。
若触发端子仍为-10V的固定负压。测PC923的6脚,也为-10V,驱动IC内部VT2击穿,代换;测PC923的6脚有4V左右的正电压,故障为驱动IC后置放大器的VT11短路,更换。
以上检查,只是检测出驱动电路输出的脉冲电压幅度没有问题,但下一个驱动电路无问题的结论还为时过早。还需验证驱动电路的电流(功率输出能力)请参见下两节驱动电路的检修。
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