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維修變頻器時(shí),逆變電源模塊損壞多是由于驅(qū)動(dòng)電路損壞導(dǎo)致1個(gè)橋臂上的2個(gè)開(kāi)關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通造成的。變頻器逆變模塊故障不管是在矢量變頻器還是節(jié)能變頻器等變頻設(shè)備上都是常見(jiàn)的故障,要解決這個(gè)問(wèn)題只有找到損壞的根本原因,首先要杜絕再次損壞的可能性,才能更換變頻器模塊,或者換上新的模塊才能防止再次損壞。
一、判斷
逆變器電源模塊主要有IGBT、IPM等,檢查外觀是否已炸裂,端子與連接的印制板是否有燒蝕痕跡。用萬(wàn)用表檢查C-E、G-C、G-E是否導(dǎo)通,或用萬(wàn)用表測(cè)量P上的U、V、W和N上的U、V、W電阻是否一致,以及驅(qū)動(dòng)功率器件控制上的U、V、W、P、N電阻是否一致,以確定是哪個(gè)功率器件損壞。
二、查找損壞原因
(1)裝置本身質(zhì)量不好。
(2)外部負(fù)載過(guò)流嚴(yán)重,不平衡,電機(jī)一相繞組電阻對(duì)地短路,一相繞組電阻內(nèi)部短路,負(fù)載被機(jī)械卡住,一相射穿,輸出線有短路或?qū)Φ囟搪贰?/font>
(3)負(fù)載接了一個(gè)電容,或由于接線不當(dāng),電容對(duì)地過(guò)大,造成功率管有浪涌電流。
(4)用戶電網(wǎng)電壓過(guò)高,或出現(xiàn)強(qiáng)烈的瞬間過(guò)電壓,造成過(guò)電壓損壞。
(5)機(jī)內(nèi)功率開(kāi)關(guān)管的過(guò)電壓吸收電路損壞,導(dǎo)致IGBT不能有效吸收過(guò)電壓而損壞,如下圖所示。
(6)濾波電容由于老化、容量減小或內(nèi)部電感變大,母線過(guò)電壓吸收能力降低,導(dǎo)致母線過(guò)電壓過(guò)高而損壞IGBT.正常運(yùn)行的母線過(guò)電壓被逆變開(kāi)關(guān)器件脈沖關(guān)斷,母線回路電感儲(chǔ)能轉(zhuǎn)變。
(7)IGBT或IPM功率器件的前級(jí)光電隔離器件因擊穿導(dǎo)致功率器件也擊穿,或因印制板隔離器件部件中的灰塵和水分引起火災(zāi)擊穿,造成IGBT、IPM損壞。
(8)操作不當(dāng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件的缺陷,在干擾、上電、斷電等不穩(wěn)定的條件下,可能會(huì)造成上、下功率開(kāi)關(guān)器件瞬間同時(shí)開(kāi)通。
(9)雷擊、房屋漏水侵入、異物進(jìn)入、檢查人員誤碰等事故。
(10)檢修后更換濾波電容,但電容質(zhì)量不好,或與電容連接的導(dǎo)線比以前長(zhǎng),使電感量增大,造成母線過(guò)電壓幅值明顯上升。
(11)前級(jí)整流橋損壞,由于主電源前級(jí)進(jìn)入交流電,造成IGBT和IPM損壞。
(12)維修和更換電源模塊時(shí),由于沒(méi)有靜電保護(hù)措施,在焊接作業(yè)時(shí)可能會(huì)損壞IGBT,也可能在短期使用中由于維修時(shí)散熱、緊固和絕緣處理不當(dāng)而損壞IGBT。
(13)IGBT并聯(lián)使用時(shí),更換時(shí)未考慮型號(hào)和批號(hào)的一致性,導(dǎo)致各并聯(lián)元件電流不均勻,造成損壞。
(14)變頻器內(nèi)部保護(hù)電路(過(guò)壓、過(guò)流保護(hù))部分元件損壞,導(dǎo)致保護(hù)功能喪失。
(15)變頻器內(nèi)部的一組電源,特別是IGBT驅(qū)動(dòng)+、-電源損壞,使輸出值發(fā)生變化或兩組電源之間的絕緣被擊穿。
三、更換
只有找出損壞的根本原因,先排除進(jìn)一步損壞的可能,才能更換變頻器模塊,否則新模塊將再次損壞。
(1)IGBT與絕緣柵FET一樣,避免靜電損壞。在裝配焊接時(shí)防止損壞的根本措施是將維修機(jī)、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作臺(tái)墊等全部用導(dǎo)線連接起來(lái),使其在相同的電場(chǎng)電位下工作,全部連接到公共點(diǎn)如接地更好。IGBT模塊使用前要保持控制電極G與發(fā)射極E的連接,不得在器件出廠前拆除防靜電保護(hù)G-E的連接措施。
電源模塊與散熱片之間應(yīng)涂抹導(dǎo)熱硅脂,保證涂層厚度為0.1mm,接觸面在80%以上,并根據(jù)緊固螺釘?shù)拇笮∈┘泳o固力矩(M4 13 kg-cm、M5 17 kg-cm、M6 22 kg-cm),保證模塊散熱良好。
3)機(jī)器拆裝時(shí),要對(duì)拆裝部位、螺紋、零件進(jìn)行記錄。原裝配上的各種技術(shù)措施,在重新裝配時(shí)都要進(jìn)行處理,不能簡(jiǎn)化或省略。如輸入雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣、吸收板或吸收電容應(yīng)保持原樣;已重新焊接的驅(qū)動(dòng)印制電路板應(yīng)清洗、涂漆,防止爬電,同時(shí)保證絕緣可靠,更不能少裝、錯(cuò)裝零件。
4)并聯(lián)模塊要求型號(hào)和編號(hào)一致,在編號(hào)上不能一致,要保證所有并聯(lián)的模塊性能一致。
5)對(duì)于炸機(jī)造成的銅質(zhì)缺陷,應(yīng)將毛刺磨圓、打磨,避免尖端過(guò)電壓放電而再次損壞。
四、更換模塊后通電
經(jīng)常更換模塊,一通電又燒壞了。為防止這類事故的發(fā)生,一般在變頻器的直流主回路中裝入一個(gè)電阻,電阻阻值為1姚2k多余,功率在50W以上,由于電阻的限流作用,即使故障開(kāi)機(jī)也不會(huì)損壞模塊。空載時(shí)流過(guò)電阻的電流小,壓降也小,可以做空載檢查。一般只要空載運(yùn)行正常,去掉電阻就會(huì)正常。
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