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變頻器的檢修原理及安全注意事項(xiàng)
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(shí)際經(jīng)驗(yàn)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(duì)于主回路部分首先應(yīng)判斷故障范圍，給變頻器上電，測(cè)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?？煞峙袛嗄孀儾糠止收?，否則可能是整流功率元件、預(yù)充電回路或?yàn)V波電容等元件損壞。
對(duì)于少數(shù)內(nèi)部有接觸器的變頻器，接觸器是直流母線預(yù)充電部分，其啟動(dòng)是由變頻器上電后，自檢測(cè)無(wú)故障報(bào)警信號(hào)和給定“啟動(dòng)”信號(hào)后才啟動(dòng)接觸器。接觸器如果不啟動(dòng)沒有直流母線電壓，就無(wú)法判斷故障范圍。首先，模擬給定逆變部分“無(wú)故障”反饋信號(hào)和外部啟動(dòng)信號(hào)，人為讓接觸器吸合，可測(cè)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(dòng)預(yù)充電接觸器前，給定的信號(hào)有時(shí)是脈沖觸發(fā)信號(hào)而不是電平信號(hào)。
2. 整流單元靜態(tài)檢測(cè)
判斷整流部分某個(gè)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(shí)應(yīng)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(duì)稱的，則靜態(tài)測(cè)試阻值結(jié)果應(yīng)符合對(duì)稱原則，即在靜態(tài)下三相輸入或輸出端相對(duì)直流母線正、負(fù)極正反測(cè)試值應(yīng)是對(duì)稱的。選擇萬(wàn)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(gè)測(cè)試值應(yīng)該是相同的。再反過來(lái)，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(gè)測(cè)試值也應(yīng)該是相同的。若采用二極管整流橋進(jìn)行整流導(dǎo)通時(shí)萬(wàn)用表顯示0.4~0.6v，反向截止時(shí)顯示無(wú)窮大。如果三相測(cè)量值偏差較大，或是某相正反測(cè)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(fù)極，黑表筆分別接輸入電源三相接線處，3個(gè)測(cè)試值應(yīng)該是相同的。再反過來(lái)，將黑表筆接直流母線負(fù)極，紅表筆分別接輸入電源三相接線處，3個(gè)測(cè)試值也應(yīng)該是相同的，對(duì)于預(yù)充電回路設(shè)計(jì)在整流橋后的，這樣操作就可同樣判斷整流橋負(fù)半周3個(gè)整流元件的好壞(對(duì)于12脈波整流橋測(cè)試方法同上)。
注意：對(duì)于預(yù)充電回路設(shè)計(jì)在整流回路之前的，是采用可控硅半控或全控橋整流，測(cè)試結(jié)果應(yīng)有一相與其他兩相正反電阻測(cè)試值不相同，也就是說有一相實(shí)際是測(cè)試的二極管預(yù)充電回路的電阻值。
3. 逆變單元靜態(tài)檢測(cè)
對(duì)于6脈波觸發(fā)的三相逆變橋原理也是利用每個(gè)逆變igbt模塊內(nèi)都并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，靜態(tài)下存在單向?qū)щ娦?，測(cè)量方法同整流橋檢測(cè)方法相同，就是直流母線正、負(fù)極對(duì)三相輸出點(diǎn)的測(cè)試值進(jìn)行比較，應(yīng)三相測(cè)試值相同。元件單相導(dǎo)通時(shí)萬(wàn)用表顯示0.3~0.4v，反向截止時(shí)顯示無(wú)窮大。主回路短路故障也有可能是保護(hù)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(cè)
控制電路的檢測(cè)方法以acs800-04為例，變頻器加電后觀察aint主板上信號(hào)燈v204亮綠燈表示+5v正常、v309亮紅燈表示防誤起保護(hù)處于on狀態(tài)、 v310亮綠燈表示igbt門極驅(qū)動(dòng)正常，rmio外部信號(hào)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(cè)每個(gè)功率元件的觸發(fā)極是否有觸發(fā)信號(hào)，一般正常有5v電壓觸發(fā)。沒有信號(hào)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(cè)試可能損壞元件的阻值，進(jìn)行粗略判斷，也不防換塊同型號(hào)電路板試試。通常情況下，控制板上應(yīng)該是綠燈正常，亮紅燈表示有故障。
5. 常見故障檢測(cè)
控制電路常出現(xiàn)故障較多的是電源板，檢查其輸出應(yīng)有+24v、+5v、±15v或±12v等電源，若某相電壓不正常應(yīng)仔細(xì)檢查其供電負(fù)載和電源板本身;若出現(xiàn)“過流報(bào)警”信號(hào)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，隨負(fù)載電流變化而變化;若有“高溫報(bào)警”通常是風(fēng)機(jī)故障或測(cè)溫元件損壞，測(cè)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(fù)溫度系數(shù)(ntc)電阻，常溫靜態(tài)下測(cè)試時(shí)承高阻值;若出現(xiàn)“直流母線過壓”信號(hào)應(yīng)檢查電源電壓、電壓互感器和制動(dòng)斬波器部分，因負(fù)載工作不穩(wěn)定時(shí)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(yīng)注意安全，最好有專人監(jiān)護(hù)，確保人身、設(shè)備安全，不要人為將故障擴(kuò)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(huì)有高壓，應(yīng)等待5分鐘以上，方可觸摸，或者人為對(duì)電容放電，按電容放電標(biāo)準(zhǔn)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(jī)狀態(tài)下或已啟動(dòng)在給定零轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，其輸出端三相對(duì)地都有直流200v左右高壓，請(qǐng)注意人身安全;在對(duì)控制板檢測(cè)時(shí)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。
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