變頻器的檢修原理及安全注意事項

變頻器的檢修原理及安全注意事項

交-直-交變頻基本原理：首先將三相交流電濾波后通過橋式整流電路轉(zhuǎn)換成直流電，濾波后將直流電由橋式逆變電路轉(zhuǎn)換成不同頻率的三相交流電輸出。

1. 確定變頻器的故障范圍

在實際經(jīng)驗檢修中，一般在沒有變頻器電路原理圖情況下，變頻器多由主電路電力電子元件的損壞造成。對于主回路部分首先應判斷故障范圍，給變頻器上電，測量直流母線電壓值是否等于輸入電壓有效值的1.35倍。若電壓正常可分判斷逆變部分故障，否則可能是整流功率元件、預充電回路或濾波電容等元件損壞。

對于少數(shù)內(nèi)部有接觸器的變頻器，接觸器是直流母線預充電部分，其啟動是由變頻器上電后，自檢測無故障報警信號和給定“啟動”信號后才啟動接觸器。接觸器如果不啟動沒有直流母線電壓，就無法判斷故障范圍。首先，模擬給定逆變部分“無故障”反饋信號和外部啟動信號，人為讓接觸器吸合，可測量到直流母線電壓，根據(jù)直流電壓大小判斷故障范圍，方法同上。注意啟動預充電接觸器前，給定的信號有時是脈沖觸發(fā)信號而不是電平信號。

2. 整流單元靜態(tài)檢測

判斷整流部分某個功率元件損壞方法是利用整流元件的單向?qū)щ娦?，在靜態(tài)下正、反阻值正常時應不同，具體方法如下：

整流部分的三相橋式整流電路可能是二極管整流、可控硅半控整流、可控硅全控整流或是igbt整流。不管是哪種方式，三相整流電路是對稱的，則靜態(tài)測試阻值結(jié)果應符合對稱原則，即在靜態(tài)下三相輸入或輸出端相對直流母線正、負極正反測試值應是對稱的。選擇萬用表的“二極管”檔。

(1) 第一步，將紅表筆接直流母線正極，黑表筆分別接電源輸入三相接線端處，3個測試值應該是相同的。再反過來，將黑表筆接直流母線正極，紅表筆分別接輸入電源三相接線處，3個測試值也應該是相同的。若采用二極管整流橋進行整流導通時萬用表顯示0.4~0.6v，反向截止時顯示無窮大。如果三相測量值偏差較大，或是某相正反測量值相近或相同，則此二極管元件損壞。

(2)第二步，將紅表筆接直流母線負極，黑表筆分別接輸入電源三相接線處，3個測試值應該是相同的。再反過來，將黑表筆接直流母線負極，紅表筆分別接輸入電源三相接線處，3個測試值也應該是相同的，對于預充電回路設(shè)計在整流橋后的，這樣操作就可同樣判斷整流橋負半周3個整流元件的好壞(對于12脈波整流橋測試方法同上)。

注意：對于預充電回路設(shè)計在整流回路之前的，是采用可控硅半控或全控橋整流，測試結(jié)果應有一相與其他兩相正反電阻測試值不相同，也就是說有一相實際是測試的二極管預充電回路的電阻值。

3. 逆變單元靜態(tài)檢測

對于6脈波觸發(fā)的三相逆變橋原理也是利用每個逆變igbt模塊內(nèi)都并聯(lián)一個續(xù)流二極管，靜態(tài)下存在單向?qū)щ娦?，測量方法同整流橋檢測方法相同，就是直流母線正、負極對三相輸出點的測試值進行比較，應三相測試值相同。元件單相導通時萬用表顯示0.3~0.4v，反向截止時顯示無窮大。主回路短路故障也有可能是保護功率元件的壓敏電阻異常所致，造成經(jīng)常損壞功率元件。

4. 控制電路檢測

控制電路的檢測方法以acs800-04為例，變頻器加電后觀察aint主板上信號燈v204亮綠燈表示+5v正常、v309亮紅燈表示防誤起保護處于on狀態(tài)、 v310亮綠燈表示igbt門極驅(qū)動正常，rmio外部信號接口板上紅燈亮表示故障、綠燈亮表示電源+24v正常。最后用示波器檢測每個功率元件的觸發(fā)極是否有觸發(fā)信號，一般正常有5v電壓觸發(fā)。沒有信號燈的電路板(rint主電路接口板、rrfc濾波板、rvar壓敏電阻板等)可以靜態(tài)測試可能損壞元件的阻值，進行粗略判斷，也不防換塊同型號電路板試試。通常情況下，控制板上應該是綠燈正常，亮紅燈表示有故障。

5. 常見故障檢測

控制電路常出現(xiàn)故障較多的是電源板，檢查其輸出應有+24v、+5v、±15v或±12v等電源，若某相電壓不正常應仔細檢查其供電負載和電源板本身;若出現(xiàn)“過流報警”信號應檢查igbt模塊或電流傳感器部分?；魻栯娏鱾鞲衅麟娫匆话闶请p電源供電，其輸出是0～10v或4～20am標準信號，隨負載電流變化而變化;若有“高溫報警”通常是風機故障或測溫元件損壞，測溫元件一般安裝在散熱器上或內(nèi)置于igbt模塊中，其通常采用負溫度系數(shù)(ntc)電阻，常溫靜態(tài)下測試時承高阻值;若出現(xiàn)“直流母線過壓”信號應檢查電源電壓、電壓互感器和制動斬波器部分，因負載工作不穩(wěn)定時常發(fā)生;有的變頻器內(nèi)部工作的直流電源有兩路，一路由輸入電壓降壓整流產(chǎn)生，另一路是采樣直流母線電壓經(jīng)串電阻降壓或直流斬波得到。

檢修作業(yè)前應注意安全，最好有專人監(jiān)護，確保人身、設(shè)備安全，不要人為將故障擴大。切忌將變頻器的輸入輸出端接反，否則直接損壞變頻器;在檢修過程中注意變頻器停電后直流母線上會有高壓，應等待5分鐘以上，方可觸摸，或者人為對電容放電，按電容放電標準安全作業(yè)，放完電后方可繼續(xù)作業(yè);變頻器在通電待機狀態(tài)下或已啟動在給定零轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，其輸出端三相對地都有直流200v左右高壓，請注意人身安全;在對控制板檢測時最好不要用手觸摸板上集成芯片的管腳，以防靜電損壞集成芯片，造成不必要的損失。