變頻器維修思路與步驟

1、變頻器維修思路與步驟變頻器維修的思路及步驟若您想維修變頻器，那就首先知曉變頻器的工作原理。普通低壓變頻器通常都是交流直流交流，其工作原理：整流模塊將交流變?yōu)橹绷?，平滑回路將直流平滑，控制電路根?jù)生產(chǎn)工藝的要求控制逆變器,將直流逆變成頻率可調(diào)的交流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速.變頻器常見(jiàn)的故障有:模塊被燒毀；變頻器沒(méi)有顯示;變頻器運(yùn)行中報(bào)各種故障代碼而停止工作.我們就模塊燒毀來(lái)介紹處理這類(lèi)故障的思路我們須畫(huà)出主回電路圖來(lái)(我們將交流直流交流稱(chēng)作變頻器的主回路，如圖一），IGBT模塊燒毀往往是因?yàn)槟K被錯(cuò)誤觸發(fā)，而導(dǎo)致直流母線經(jīng)模塊短路,燒毀IGBT逆變模塊,進(jìn)而燒毀保險(xiǎn)以及整流模塊，如象西門(mén)子MM430系列變

2、頻器沒(méi)有配置保險(xiǎn)，IGBT模塊燒毀,在我們所維修的機(jī)器中，整流模塊無(wú)一幸免都被燒毀。我們不能發(fā)現(xiàn)模塊燒毀就簡(jiǎn)單更換模塊通電試機(jī)，這往往又會(huì)燒毀模塊，我們必須找出燒毀的根源所在。接下來(lái)，我們可能就需要繪制此變頻器的開(kāi)關(guān)電源、IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電子線路圖。開(kāi)關(guān)電源為整機(jī)提供若干組彼此隔離的直流電源，因其品牌、型號(hào)的不同,大致如下：1.控制電腦用：+5V、+15V、-15V電源2。面板用直流電源3.端子用：+24V、10V或5V電源4。風(fēng)扇用24V或12V電源5。4路或6路彼此隔離的驅(qū)動(dòng)直流電源我們弄清楚整機(jī)電路各自的工作電源后，接下來(lái)就繪制IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電子線路圖，有了圖紙，我們就很容易找出故

3、障的根源。1/45變頻器維修思路與步驟圖一下面我們提供一份某變頻器的驅(qū)動(dòng)電路U相電路圖（見(jiàn)圖二），V、W相電路相同。從圖二可以看出,驅(qū)動(dòng)電路的上下臂工作電源由兩組彼此隔離的電源組成,其中開(kāi)關(guān)變壓器的一個(gè)繞組、D12、C41、C42、C43、C44、穩(wěn)壓二極管D13一起構(gòu)成上臂驅(qū)動(dòng)電路的工作電源，光耦PC1-A3120的8腳和5腳之間電壓為+20VDC，以上臂的IGBT的E極（即U相）為參考點(diǎn)，8腳和E之間的電壓為+15V，5腳和E之間電壓為5V。下臂的變壓器繞組有3個(gè)抽頭，中間抽頭及N相聯(lián)，和D18、D19、C53、C55一起構(gòu)成下臂驅(qū)動(dòng)電路的工作電源，以N為參考點(diǎn),PC6的8、5腳電壓為+1

4、5V和-5V。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某相的IGBT模塊被燒毀，絕大部分原因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)電路故障所致，以圖二的電路為例來(lái)分析，正常靜態(tài)（即變頻器處于停止?fàn)顟B(tài))情況下，IGBT的GE間的電壓大約為6V左右，IGBT被牢牢封鎖，處于截止?fàn)顟B(tài)。1。若上臂光耦A(yù)3120內(nèi)部驅(qū)動(dòng)對(duì)管的上管擊穿，上臂IGBT的GE間的電壓就為15V左右，IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài),若下臂的IGBT被正常觸發(fā)，加在上下IGBT模塊的直流母線P1對(duì)N通過(guò)上下模塊短路,而致使模塊燒毀.2。若上下臂光耦都損壞，就會(huì)造成通電瞬間模塊炸裂。根據(jù)上面的分析,我們不難找出模塊燒毀的根源。我們手里有一份正確的圖紙，再借助先進(jìn)的儀器，很快就能修復(fù)模塊燒毀這類(lèi)故障.若想

5、做到芯片級(jí)維修，必須具備深厚的模擬、數(shù)字電路理論基礎(chǔ),熟悉計(jì)算機(jī)電路,能根據(jù)電路板畫(huà)出正確的線路圖，這是必備的基礎(chǔ)。還要具備將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的能力，換言之，我們的視角、方向，就是思路要正確，否則，我們只會(huì)將問(wèn)題復(fù)雜化，甚至造成所修設(shè)備的二次、三次故障。2/45變頻器維修思路與步驟圖二真正理解驅(qū)動(dòng)電路就必須知曉IGBT模塊的工作原理，以及理解某型號(hào)模塊的性能、參數(shù)。我們可以在網(wǎng)上下載富士、三菱、優(yōu)派克、西門(mén)康等品牌的IGBT、IPM、PIM模塊的用戶手冊(cè)，認(rèn)真閱讀、理解,這對(duì)形形色色的驅(qū)動(dòng)電路的正確理解非常關(guān)鍵。我們就變頻器無(wú)顯示來(lái)介紹處理開(kāi)關(guān)電源故障的思路3/45變頻器維修思路與步驟下面介紹變

6、頻器開(kāi)關(guān)電源的一些故障現(xiàn)象和處理方法，如圖三4/45變頻器維修思路與步驟5/45變頻器維修思路與步驟圖三我們先來(lái)了解變頻器開(kāi)關(guān)電源常用PWM芯片3844的工作原理,這對(duì)理解圖三的電路尤為關(guān)鍵，下面是3844的內(nèi)部框圖和引腳功能說(shuō)明,見(jiàn)圖四、圖五.6/45變頻器維修思路與步驟圖四7/45變頻器維修思路與步驟8/45變頻器維修思路與步驟圖五圖三這類(lèi)變頻器開(kāi)關(guān)電源的常見(jiàn)故障為：開(kāi)關(guān)管Q1,R5-R8，R18R21，ZD4以及3844等燒毀，變頻器沒(méi)有顯示。筆者每次遇見(jiàn)這類(lèi)故障，都要整理這臺(tái)變頻器整機(jī)電源和驅(qū)動(dòng)電路圖，在工作臺(tái)上模擬成功，再組裝整機(jī)試車(chē)。關(guān)于開(kāi)關(guān)電源的工作原理，初學(xué)者可以到書(shū)店買(mǎi)一本相

7、關(guān)書(shū)籍閱讀。下面再提供幾幅3844的資料和由3844組成的電路圖，希望初學(xué)者能對(duì)開(kāi)關(guān)電源的學(xué)習(xí)、理解有所幫助，通過(guò)3844學(xué)習(xí)，多么復(fù)雜的變頻器開(kāi)關(guān)電源故障，我們都可以舉一反三，迎刃而解。9/45變頻器維修思路與步驟10/45變頻器維修思路與步驟11/45變頻器維修思路與步驟12/45變頻器維修思路與步驟13/45變頻器維修思路與步驟14/45變頻器維修思路與步驟15/45變頻器維修思路與步驟16/45變頻器維修思路與步驟17/45變頻器維修思路與步驟18/45變頻器維修思路與步驟19/45變頻器維修思路與步驟20/45變頻器維修思路與步驟21/45變頻器維修思路與步驟臺(tái)安N23。7KW變頻器

8、OC3故障分析OC3故障保護(hù)的電路如下圖。1.若變頻器的負(fù)載電流異常，驅(qū)動(dòng)光耦PC923的8腳輸出低電平，觸發(fā)光耦PC5（見(jiàn)此變頻器功率板電路）,經(jīng)CON419腳,給電腦芯片IC3的97腳送入故障信號(hào)，變頻器報(bào)OC3故障。2。三個(gè)HY12電流傳感器的輸出分別經(jīng)CON4的16、17、18腳三個(gè)比較器IC12、IC15、IC15，和IC10的TL431提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)變頻器輸出22/45變頻器維修思路與步驟電流異常時(shí),將故障信號(hào)送入電腦芯片IC3的97腳,變頻器報(bào)OC3故障。施耐德ATV38、ATV58變頻器的SCF故障分析23/45變頻器維修思路與步驟施耐德ATV38、ATV58變頻器的

9、SCF故障分析：在排除負(fù)載故障的前提下,分通電就報(bào)故障和運(yùn)行過(guò)程中報(bào)故障兩類(lèi)。（我以ATV58-22KW以上功率為例來(lái)分析吧.）前者，說(shuō)明電流檢測(cè)通道出現(xiàn)故障。霍爾電流傳感器通過(guò)一個(gè)運(yùn)算電路，提供一個(gè)電流極限閥值信號(hào)，它和IPM模塊的故障信號(hào),制動(dòng)模塊的過(guò)電流信號(hào)等，通過(guò)一個(gè)“或邏輯”電路，針對(duì)過(guò)電流、短路、對(duì)地等狀況，以硬件的方式為計(jì)算機(jī)部分提供判斷依據(jù)。這部分電路出現(xiàn)故障，通常會(huì)出現(xiàn)在變頻器上電就報(bào)SCF故障.后者,問(wèn)題就相對(duì)復(fù)雜些，可能是電流傳感器性能不良、IPM模塊故障，以及處理電流檢測(cè)信號(hào)的1NTC001108電路部分出現(xiàn)故障,或者是設(shè)置、軟件等問(wèn)題,這就要根據(jù)變頻器的實(shí)際情況來(lái)判斷

10、。某30公斤洗衣機(jī)控制器電子線路圖，系本人2003年維修時(shí)所繪制。24/45變頻器維修思路與步驟25/45變頻器維修思路與步驟26/45變頻器維修思路與步驟27/45變頻器維修思路與步驟28/45變頻器維修思路與步驟基于A3120和A316組成逆變驅(qū)動(dòng)電路我們經(jīng)常在不同品牌的變頻器、伺服器里見(jiàn)到由A3120和A316組成的逆變驅(qū)動(dòng)電路。下面是本人根據(jù)某品牌變頻器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路實(shí)物畫(huà)出的電子線路圖,以供興趣者參考。29/45變頻器維修思路與步驟我們先來(lái)認(rèn)識(shí)光耦：A3120（HCPL3120）TechnicalData30/45變頻器維修思路與步驟2.0AMinimumPeakOutputCu

11、rrent15kV/msMinimumCommonModeRejection（CMR）atVCM=1500V0。5VMaximumLowLevelOutputVoltage(VOL)EliminatesNeedforNegativeGateDriveICC=5mAMaximumSupplyCurrentUnderVoltageLockOutProtection（UVLO)withHysteresisWideOperatingVCCRange：15to30Volts500nsMaximumSwitchingSpeedsIndustrialTemperatureRange:-40Cto100CSa

12、fetyApprovalULRecognized-2500Vrmsfor1minuteperUL1577CSAApprovalVDE0884ApprovedwithVIORM=630Vpeak(Option060only）IndustrialInvertersSwitchModePowerSupplies(SMPS）DescriptionTheHCPL-3120consistsofaGaAsPLEDopticallycoupledtoanintegratedcircuitwithapoweroutputstage。Thisoptocouplerisideallysuitedfordriving

13、powerIGBTsandMOSFETsusedinmotorcontrolinverterapplications。Thehighoperatingvoltagerangeoftheoutputstageprovidesthedrivevoltagesrequiredbygatecontrolleddevices。ThevoltageandcurrentsuppliedbythisoptocouplermakesitideallysuitedfordirectlydrivingIGBTswithratingsupto1200V/100A。ForIGBTswithhigherratings，t

14、heHCPL3120canbeusedtodriveadiscretepowerstagewhichdrivestheIGBTgate。FunctionalDiagram31/45變頻器維修思路與步驟ApplicationsIsolatedIGBT/MOSFETGateDriveACandBrushlessDCMotorDrives32/45變頻器維修思路與步驟我們?cè)賮?lái)介紹A316J(HCPL-316J)33/45變頻器維修思路與步驟TechnicalDataDriveIGBTsuptoIC=150A,VCE=1200VOpticallyIsolated，F(xiàn)AULTStatusFeedback

15、SO-16PackageCMOS/TTLCompatible500nsMax。SwitchingSpeeds“Soft”IGBTTurnoffIntegratedFail-SafeIGBTProtectionDesat（VCE）DetectionUnderVoltageLock-OutProtection（UVLO）withHysterisisUserConfigurable:Inverting,Noninverting，Auto-Reset，AutoShutdownWideOperatingVCCRange:15to30Volts-40Cto+100COperatingTemperature

16、Range15kV/sMin.CommonModeRejection(CMR）atVCM=1500VRegulatoryApprovals:UL,CSA，IEC/EN/DINEN60747-52(891VpeakWorkingVoltage）FaultProtectedIGBTGateDrive34/45變頻器維修思路與步驟TypicalDesaturationProtectedGateDriveCircuit，NonInverting35/45變頻器維修思路與步驟RecommendedApplicationCircuit36/45變頻器維修思路與步驟基于A788的變頻器短路電流及過(guò)載檢測(cè)隔離

17、放大器功能介紹：FeaturesOutputVoltageDirectlyCompatiblewithA/DConverters（0VtoVREF）Fast(3ms)ShortCircuitDetectionwithTransientFaultRejectionAbsoluteValueSignalOutputforOverloadDetection37/45變頻器維修思路與步驟1mV/COffsetChangevs。TemperatureSO16Package25kV/msIsolationTransientImmunityRegulatoryApprovals(Pending)：UL,CS

18、A，VDE0884（891VpeakWorkingVoltage）LowCostThreePhaseCurrentSensingwithShortCircuitandOverloadDetection38/45變頻器維修思路與步驟Hewlett-PackardsIsolationAmplifierwithShortCircuitandOverloadDetectionmakesmotorphasecurrentsensingcompact,affordableandeasy-toimplementwhilesatisfyingworldwidesafetyandregulatoryrequir

19、ements.DescriptionTheHCPL-788Jisolationamplifierisdesignedforcurrentsensinginelectronicmotordrives.Inatypicalimplementation，motorcurrentsflowthroughanexternalresistorandtheresultinganalogvoltagedropissensedbytheHCPL788J.AlargeranalogoutputvoltageiscreatedontheothersideoftheHCPL-788Jsopticalisolation

20、barrier.TheoutputvoltageisproportionaltothemotorcurrentandcanbeconnecteddirectlytoasinglesupplyA/Dconverter。Adigitaloverrangeoutput(FAULT）andananalogrectifiedoutput(ABSVAL)arealsoprovided.ThewireORableoverrangeoutput(FAULT)isusefulforquickdetectionofshortcircuitconditionsonanyofthemotorphases。Thewir

21、eORablerectifiedoutput（ABSVAL），simplifiesmeasurementofmotorloadsinceitperformspolyphaserectification.Sincethecommonmodevoltageswingsseveralhundredvoltsintensofnanosecondsinmodernelectronicmotordrives，theHCPL788Jwasdesignedtoignoreveryhighcommonmodetransientslewrates(10kV/ms).Figure1。CurrentSensingCi

22、rcuit.39/45變頻器維修思路與步驟引腳功能說(shuō)明：40/45變頻器維修思路與步驟內(nèi)部框圖41/45變頻器維修思路與步驟ApplicationsInformationProductionDescriptionTheinternalblockdiagramoftheHCPL788J。Theanaloginput（VIN)isconvertedtoadigitalsignalusingasigmadelta（D）analogtodigital(A/D）converter.ThisA/Dsamplestheinput6milliontimespersecondandgeneratesahighs

23、peed1-bitoutputrepresentingtheinputveryaccurately.This1bitdatastreamistransmittedviaalight42/45變頻器維修思路與步驟emittingdiode（LED）overtheopticalbarrierafterencoding.Thedetectorconvertstheopticalsignalbacktoabitstream。Thisbitstreamisdecodedanddrivesa1bitdigitaltoanalog(D/A）converter.Finallyalowpassfilterand

24、outputbufferdrivetheoutputsignal(VOUT)whichlinearlyrepresentstheanaloginput。Theoutputsignalfullscalerangeisdeterminedbytheexternalreferencevoltage(VREF）.Bysharingthisreferencevoltage(whichcanbethesupplyvoltage)，thefull-scalerangeoftheHCPL788JcanpreciselymatchthefullscalerangeofanexternalA/Dconverter

25、.Inaddition，theHCPL788Jcomparestheanaloginput（VIN）toboththenegativeandpositivefull-scalevalues.Iftheinputexceedsthefull-scalerange，theshort-circuitfaultoutput(FAULT）isactivatedquickly。Thisfeatureoperatesindependentlyofthe-DA/Dconverterinordertoprovidethehighspeedresponse(typically3ms)neededtoprotectpowertransistors。TheFAULToutputiswireOR-ablesothatashortcircuitonanyonemotorphasecanbedetectedusingonlyonesignal.One