1)注意IGBT逆变电路的电源接入点。上电检修IGBT逆变电路时,通常需要切断或解除IGBT逆变电路的DC550V原供电,改用带“限流功能”的DC500V或低压直流电源,以确保IGBT的安全。
图4-16电路中,断开a、b、c三个点,都能切断IGBT器件Q1~Q6电路的供电,但从a、b切断供电回路,储能电容C1、C2还接入IGBT的供电回路中,Q1~Q6电路有短路故障发生时,C1、C2瞬间释放的电能,足以烧毁IGBT器件!正确的做法是从c点切断IGBT的供电回路,即甩开储能电容后,从c点以后为IGBT另行提供限流或限压电源,确保检修过程中IGBT功率模块的安全。
要从变频器的实际电路中,找到c点,大、中功率变频器,拆卸其引线即能断开供电,小功率变频器,必须暂时切开铜箔条,注意!双面都有铜箔,都要用壁纸刀切开,切痕不宜过深,以免切透电路板,若系一体功率模块,临时剪断逆变电路的供电引脚(修复完毕再进行搭焊),也是一个好的方法。
2)IGBT供电中的相关保护措施。如果施加交流电源(适宜小功率变频器),储能电容可以不予解除,在切断的c点处串入熔断器FU,熔断电流值为1~2A,可以在整机通电情况下进行试机,测U、V、W输出电压(或接入负载灯泡)正常后,拆掉FU,短接c点(见图4-17),恢复正常供电,再将变频器输出端连接电动机试验,正常后送交用户。
图4-17 IGBT供电回路串接熔断器示意图
也可以在逆变电路的供电回路中(见图4-18)串接2只25W220V灯泡(单只灯泡的耐压值不够,考虑到IGBT短路时的极端情况,两只灯泡串联比较安全——不会损坏灯泡)起到限流作用,万一有短路故障发生时,供电电压降在灯泡两端,IGBT不会损坏。逆变电路工作正常时,U、V、W端子空载时,灯泡不亮;若为Q1~Q6送入驱动脉冲,虽然U、V、W端子空载,灯泡即发出强光,说明逆变电路有短路或漏电故障存在。
图4-18 IGBT供电回路串接限流灯泡示意图1(www.xing528.com)
大、中功率变频器(如75kW以上变频器),储能电容的电容量较大,从R、S、T端直接送入AC380V维修电源,有可能因储能电容的充电电流太大(不采取限流措施的话),会形成较大的电流冲击,可能会损坏维修电源。此时,可以“甩开”三相整流和滤波电路,从逆变电路的供电端直接送入DC500V维修电源,串2只25W220V灯泡为逆变电路上电,进行检修(见图4-19)。
需要说明的是,用灯泡、熔断器串入IGBT逆变电路的供电回路,是为了起到限流保护作用,确保检修过程中IGBT功率模块的安全。如果手头一时无灯泡、熔断器等元器件,采用电阻限流也是可以的,现场检修中,利用手头的条件,尽可能地采用限流措施,避免IG-BT的损坏。
在原供电模式(未采取限流措施)下,严禁用万用表的表笔直接测量IGBT的栅极、发射极之间的脉冲电压,也不允许直接测量前级驱动电路,以防引入干扰信号,使IGBT误导通,对DC550V直流供电电源形成短路,而炸毁IGBT!如图4-20所示,解除原供电电源,另行引入仪用DC24V开关电源以后,因电源本身的自限流特性,可以直接测量IGBT输入端的脉冲电压或前级驱动电路的输出信号,而不会造成IGBT的损坏。
图4-19 IGBT供电回路串接限流灯泡示意图2
图4-20 逆变电路的低压直流供电示意图
【故障实例】 一台送修KV1900型11kW变频器,从U、V、W和P、N主端子之间正、反向电阻的测量,得出U、V之间击穿的故障判断。
更换一体化功率模块之前,要确定开关电源及驱动电路是正常(或将其故障修复)的,再更换一体化模块或IGBT功率模块。代换IGBT模块后,在IGBT模块的供电上要采取串联灯泡或串接2A熔丝,或为IGBT逆变电路另供低压直流供电的方法,测量输出电压正常后,才恢复原DC530V供电。
更换一体化功率模块后,先切断原IGBT的供电,在模块22脚P1端串联两只25W220V灯泡后送入DC530V供电,上电试机,测U、V、W输出电压正常。恢复原供电试机,变频器故障排除。
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