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換成直流電,濾波后將直流電由橋式逆變電路轉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。
對于少數內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信號而不是電平信號。
2. 整流單元靜態檢測
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導電性,在靜態下正、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,則靜態測試阻值結果應符合對稱原則,即在靜態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. 逆變單元靜態檢測
對于6脈波觸發的三相逆變橋原理也是利用每個逆變igbt模塊內都并聯一個續流二極管,靜態下存在單向導電性,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、 v310亮綠燈表示igbt門極驅動正常,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極是否有觸發信號,一般正常有5v電壓觸發。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)可以靜態測試可能損壞元件的阻值,進