如何检修IGBT管压降和电流检测故障？

1）上电即报OC故障。上电后处于待机状态，未接受起动信号，操作面板显示OC故障。有的变频器甚至显示一个说明书中没有的故障代码，变频器拒绝运行操作甚至拒绝所有操作（不能调看参数）。

故障实质：CPU在上电自检中，检测故障报警端口有严重过载情况存在（或判断电流检测电路已经损坏，起不到正常保护作用），如贸然投入运行将危及IGBT模块的安全，故以OC或其他代码做出警示，并拒绝相关的运行操作。

分析：输出电流检测电路与驱动电路的IGBT保护电器（IGBT管压降检测电路）都可能报出OC故障。起动瞬间报出OC故障，多为IGBT管压降检测电路，检测到异常高的管压降，由驱动电路返回OC信号。另外，当驱动电路的IBGT保护电路本身故障时，也会向CPU返回一个OC信号，使CPU在上电后报出OC故障。三相电流检测电路本身故障，如基准电压偏移或检测电路的元器件损坏，使电路输出一个固定的“故障电平”，也会使CPU报出OC故障。

检测方法：先确定OC（或别的故障代码）故障是由驱动电路还是电流检测电路所引起。将驱动电路的OC信号报警功能解除掉（见驱动电路的检修一章），如不再报OC故障，说明故障为驱动电路误报故障；若将驱动电路的OC报警解除后，仍报OC故障，说明故障在三相输出电流检测电路。检查电流检测电路中的故障信号处理电路，如图5-6、图5-8和图5-12、图5-13所示，检测电压比较器电路的输出状态，是否为故障信号电平，依信号次序向前级电路检查，直到找出“故障信号”的根源。

2）上电报GF（接地、地短路）。有两种情况：上电后，未接受起动信号，即报GF故障；一投入运行信号，即报出GF故障。

故障实质：变频器说明书对GF故障的定义是：接地电流大于变频器50%额定电流。变频器输出端的接线或负载电动机有接地现象，如电动机绕组与外壳绝缘变坏等。GF故障检测电路本身故障造成。

分析：有的变频器是由驱动电路报出GF信号的，如616G3型安川变频器，起动瞬间报出GF故障，则说明逆变输出电路或驱动电路本身故障或存在严重接地故障；有的机型，如7200MA型东元变频器，上电后，报地短路故障，则为电流检测电路本身故障，误报地短路故障。变频器报GF故障的时机也有所不同，有的是上电后即可报出GF故障，有的则只在起动瞬间报GF故障。

检测方法：先将驱动电路的OC（GF）报警功能解除（见驱动电路的检修一章），如不报GF故障，检修驱动电路。若仍报GF故障，检修三相输出电流检测电路。检查GF故障信号处理的相关电路，如图5-8、图5-12所示，并依信号传输次序往前级电路查找信号来源，也有可能为电流互感器损坏，造成高电压幅度的“故障电压”输出，引起后级故障信号处理电路，报出GF故障。

3）运行中报OL或OL1、OL2、OL2或OC故障。

故障实质：

①负载过重，超过变频器的保护设定阈值，变频器实施正常的保护动作，用户误认为是变频器故障。

②变频器工作参数设置不当，如大惯性负荷，因加、减速时间设置太短，使负载转差率增大，变频器给出“加速中过电流”、“减速中过电流”、“运行中过电流”等故障警示。

③直流回路的储能电容容量严重下降，因起动或运行过程中电流/电压剧烈波动，造成“加速中过电流”、OC等故障报警。

④电流检测电路本身故障，如基准电压严重偏离等，造成额定电流以下，误报过流故障。电流检测电路本身损坏。

故障分析：

上所述①、②两种“故障”，属于负载方面及参数设置方面的原因，似乎是属于用户方面的原因，但往往产品销售商和维修者难脱干系，因而现场的调试也势必成为不可或缺的一个“维修内容”，变频器能正常转起来，维修任务才能宣告结束。

第3种过电流原因出在直流回路的储能电容容量下降的身上，有些风牛马不相及的意思，很难让人联想起来。不是维修经验相当丰富的师傅，可能考虑不到也检查不到这一环节。

第4种过电流原因是电流检测电路本身元器件不良造成的。首先要确定基准电压形成电路是否正常，故障时造成基准电压偏离，较小的运行电流，便能电路报出严重的“过电流”故障；放大环节和电压比较器电路有元器件损坏或变值，造成电流检测电路的静态工作点偏离正常值，也易使正常电流信号被传输成故障电流信号。

电流检测电路由电流互感来的电流信号，是分为多路送往后级信号处理器的，各自完成各自的任务，有的负责报出地短路故障信号，有的经长延时处理后报出OL1信号，有的经短延时报出OL2信号，有的不经延时报出OE和OC信号，可根据故障代码的不同，落实到具体电路，检查故障来源，提高检修效率。

检测方法：

①属于用户方面的原因，要与用户进行很好的沟通，如负载过重，可建议用户将变频器功率级别增大一级等，或现场进行调试解决问题。

②对于起动即跳“加速中过电流”和OC故障的机器，则轻载试机正常和检查负载方面也无异常，千万不可人为将变频器的过电流保护百分比调大，进行强制开机。应检测直流回路的储能电容有无容量减小和失容现象，如存在电容失容现象，则应全部更换储能电容后，再行试机。如不属储能电容问题，则应检查负载电动机是否存在绝缘老化等问题，可更换电动机试验。

③对运行中跳过载的机器，应用钳形电流表测量输出电流，操作变频器的操作显示面板，调出输出电流显示值，看是否和测量值偏差异过大。如存在偏差，应调出变频器容量设置参数，据变频器容量重新设定。如东元和英威腾变频器，当变频器容量设置有误时，内部程序对电流的计算比例也同时变更，造成显示误差和误过电流报警；若变频器的容量设置无误，但屏显电流值与实测值相差较大，应检查基准电压形成电路和模拟电流信号传输通路；若实测电流值与实测值相符，则基准电压形成电路基本正常，应检查故障信号处理电路——开关量信号处理电路。

为了不使我们的维修工作陷于被动，必须要讲明一个问题，也是应与用户交待清楚的一个问题：变频器的保护电路不是万能的，一些故障的发生，是再先进的保护电路也无能为力的。要善于发现有“病”的电动机，并给用户打好“预防针”。不妨啰嗦几句：

运行多年的电动机，因电动机的运行温升和受潮等原因，绕组的绝缘程度已大大降低，甚至有了明显的绝缘缺陷，处于电压击穿的临界点上。工频供电情况下，电动机绕组输入的是三相50Hz的正弦波电压，绕组产生的感生电压也较低，电路中的浪涌分量较小，电动机绝缘程度的降低，也许只是带来了并不起眼的“漏电流”，但绕组的匝间和相间，还未能产生电压击穿现象，电动机还在“正常运行”。(https://www.xing528.com)

接入变频器后，电动机的供电条件由此变得“恶劣”了：变频器输出的PWM波形，实为数kHz乃至十几kHz的载波电压，在电动机绕组供电回路中，还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知，流过电感电流的变化速度越快，电感的感生电压也越高。电动机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷，因不耐高频载波下感生电压的冲击，于是绕组匝间或相间的电压击穿现象就产生了。由相间、匝间短路造成了电动机绕组的突然短路，在运行中——模块炸掉了，电动机烧毁了。

在全速（或近于全速）运行情况下，三相输出电压与频率均达较高的幅值，此时电动机绕组若有绝缘击穿现象，会于瞬间形成极大的浪涌电流，则逆变模块在电流检测电路动作之前，已经无法承受而炸裂损坏了。

工频能“正常运行”，但接入变频器后，频跳OL或OC故障，可能电动机绕组已存在绝缘缺陷了，跳故障不是变频器的问题，一定要用户检测电动机的绝缘啊。

故障实例1

英威腾INVT-G9-004T4小功率机一例“死机”故障。

用户反映：此台变频器当时并未开机，但三相电源侧的其他机器有所异常，出现短路跳闸，波及到此台机器也出现电源开关跳闸，但重合闸后，发现操作面板已无显示，故此送修。

检测：R、S、T与主直流回路P、N之间呈开路现象，拆机观察，模块电源引入铜箔条已被电弧烧断，测模块三相电源引入端子，短路。

故障原因：因电源侧其他负载支路的瞬时短路与跳闸的扰动，导致三相电源产生了异常的电压尖峰冲击，此危险电压导致了变频器模块内的整流电路击穿短路，短路产生的强电弧烧断了三相电源引入的铜箔条，同时引起了电源开关的保护跳闸。

测模块逆变部分尚正常，观察模块也无鼓出、变形现象，故采取切断模块整流部分、另外加装三相整流桥，仍利用原模块内三相逆变电路的低成本修复方案，进行修复试验。

检查：为防异常现象的发生，先切断模块逆变部分的供电；从外修理电源加一500V直流电压到变频器的直流回路，上电，操作面板显示H.00，所有操作全无效。根据经验，此类故障并不一定是CPU电路损坏，程序进入“死循环”所致，而有可能是CPU检测到有故障信号存在，采取了故障锁定措施。

先解除掉驱动IC返回的OC信号，再上电，现象依旧。测量故障信号汇集处理电路U7-HC4044的4脚和6脚的电流检测信号，皆为负电压，而正常时静态应为6V正电压。顺电流检测电路往前查找，测电流信号输入放大器U12d的8脚和14脚为0V，正常；U13d的14脚为-8V，有误过电流信号输出（见图5-11）。将R151焊开，断开此路过电流故障信号，操作面板的所有参数设置均正常，但起/停操作无反应。

莫非还有哪路故障信号未排除，变频器仍处于保护状态中，因而拒绝起/停操作？测得模块热报警端子电压为3V，从电路分析，此压正常时当为5V左右。是否模块内三相整流电路损坏后，此电路便输出热报警信号呢？或是整流电路的损坏，导致了该电路的同时损坏，而误输出热报警信号呢？试将热报警输出的铜箔条切断后，操作面板的起/停操作生效了！

英威腾G9/P9变频器的保护次序大概是这样的：上电检测功率逆变输出部分或驱动电路本身故障时，即使未接收起/停信号，显示H.00，所有操作均被拒绝；上电检测到由电流检测电路来的严重过电流信号时，显示H.00，此时所有操作仍被拒绝；上电检测有热报警信号时，其他大部分操作可进行，但起动操作被拒绝，或许CPU认为输出模块仍在高温升状态下，等待其恢复常温后，才允许起动运行。而对模块短路故障和过电流性故障，为保障运行安全，索性拒绝所有操作！但此一保护性措施，常被人误认为是程序进入了死循环，或是CPU外围电路故障，如复位电路、晶振电路异常等。

修复：更换U13（LF347）和一体化整流、逆变模块后，故障排除。

故障实例2

一台英威腾INVT-G915kW变频器，空载运行一段时间后，跳OL1故障，然后停机保护。

分析：变频器空载运行，没有输出电流，属于误过电流报警；运行后延时报警再停机，故障电路应在图5-11中的U11b故障信号处理电路。

打开变频器外壳，找到CPU主板上的该部分电路，测量U11b（LF339）的输出脚2脚为0V低电平，OL1故障信号正是由此脚报出。U11b的2脚接有R132至+15V的上拉电阻，静态电压应为15V。观察到该机器主板曾被人维修过，R132有焊接痕迹，用万用表测量，R132因一端焊接不良而开焊，使U11b的2脚为0V低电平，故变频器在运行后报出OL1故障。

将R132补焊后，测量U11b的2脚为高电平。故障排除。

故障实例3

一台易能EDS1000型11kW变频器，运行中当加速到40Hz以上时，即跳恒速中过电流。但实际上运行电流远远小于额定电流，并且换用其他变频器后，电动机运行正常。检查驱动电路的六路逆变脉冲输出均正常，判断为电流互感器电路检测异常。测量电流检测电路的各静态电压，均正常。查看电流检测电路，电流互感器输出信号经一只3Ω电阻和50Ω电阻分压后，供CPU主板。怀疑电流互感器为非标产品，故外接分压网络以做调整。其分压值可能不够准确，使其电流采样值偏大，误跳过电流故障。或电流互感器内部电路的输出值有所漂移，同样造成误跳过电流故障。

最简单的方法，是调整电流互感器的外接分压电阻网络。将其下分压电阻值减小，使输出电压范围满足后续电路输入电压值的要求。有条件的话，可在运行中监测面板电流显示值，调整分压电阻值，使运行电流值与显示电流值相符。往往在维修部内，不能将变频器接上额定负载运行，故先将下分压电阻换为一只100Ω电位器，然后到现场安装运行时，再将其调整到适宜位置。

变频器到现场安装后，运行到25Hz时，从显示面板上调出运行电流值，与钳形电流表检测值相对照，调整100Ω电位器，使显示值与实测值相一致。停电后，测出电位器的阻值，用一只30Ω电阻代换后，故障排除。