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    变频器维修自学大全理论知识

    时间:2019-04-24 08:42 来源:电工之家

    变频器维修,归根结底也是一种电子电路的维修,并不需要太高深的理论,动手能力是第一位的,如果你没有电子维修的动手能力,学再多理论也无法修好变频器。如果一定说要知道一些理论知识,讲白了就是明白变频器是如何工作的,变频器需要调整那类型参数以及如何接线,开关电源电路的原理,IGBT是如何驱动和判断好坏的,单片机工作机理等,这些也是一个普通电气工程师需要掌握的基本概念
    变频器是这样工作的
    先把电网工频交流变成直流,滤波稳压后,再通过6个IGBT管子,通过PWM斩波的方式,逆变出频率和电压可以调整的交流电来。IGBT管可以看成一种特殊的三极管,它只是工作在开关状态,并不会工作在放大区域。也就是说它在变频器里边,只会有通和断两种状态,导通时候压降越低越好,截止时候阻抗越高越好。整个变频器工作的过程,都会围绕着6个IGBT管的导通或者截止而进行的,而且基本上是轮流平衡的工作方式。

    既然IGBT管只会导通或者截止,所以到了电机这头,UVW端的电压波形就不是什么真正的正弦波,而是一系列脉宽可调的方波,如果使用示波器是可以观察到这些方波的工作是否存在一些异;蛘呋涞。用万用表测量两两之间,电压也应该是一致的,否则就可以判断输出不平衡了,可能某个IGBT管子坏了,或者它的驱动电路有问题。

    既然存在整流,整流桥一般就会有二极管或者可控硅之类的器件,如果它们烧了一组,母线的直流母线的电压就不会是535伏,所以测量母线电压就可以知道这些原件是否正常。
    母线的电容也是容易出问题的,因为电解电容都有一定的寿命,如果坏了,它会鼓起来甚至爆裂,当然也可以通过电容表测量容量来判断的。而且如果电容容量下降,可能会出现瞬间加速或者减速时候电压波动而出现过电压或者过电流的报警故障。

    变频器该如何调试和接线
    维修变频器过程中,往往需要测试一下是否自己已经修复了,有些是在公司感觉修好了,但是到了现场却不正常,这些都需要一些调试和接线经验才可以帮客户解决问题。
    变频器主回路接线比较简单,就是三相输入RST进来,三相输出UVW接电机,相信没有正常的人会接错,因为太简单了。但是现场的另外一些情况也会让一些大师阴沟里边翻船,比如线耳氧化了接触不良,可能会造成欠电或者三相不平衡,电机绝缘不好可能会继续造成已经修复的变频器二次损坏,因此重新装上变频器运行前都要仔细考虑到这些细节,这些也许是电机拖动和电动学的一些基本理论知识了。

    至于控制回路,不同产品会有一定差异,但是一般都是端子控制居多,只要接进去一个开关量到启动端口,正常的变频器就会启动,而给一个0-10伏模拟量到转速端口,变频器会输出不同频率的电压给电机工作。如果维修时候你更改了人家的启动和转速控制方式为面板模式了,到现场要记得改回来了。

    有些加减速时间设定太长了,会影响人家的使用,要调短点;如果调整太短了,可能会造成加速过流。电压和频率比也有设定讲究的,太大了也会加速过流,太了也可能会起不来。

    不要动不动就让参数恢复到出厂值,如果真要这样做,必须要了解人家变频器用在什么场合的,如果是一些欧系的变频器,里边会有内置的PLC功能,这些逻辑比较复杂,需要逐个把重要参数备份了才可以恢复出厂值,否则到时调整不回来了,你即使修复了硬件,也无法向客户交差。
    开关电源
    变频器一般都是UC384X之类的芯片控制的开关电源,有5伏,3.3伏,±15伏,24伏等,这类开关电源的机理,实际上和变频器工作机理反而有点类似,也是把交流变成直流,通过开关管控制变压器,输出想要的电压值,再整流稳压后变成对应的直流电压。

    一般常见问题是开关管烧了,场效应管而已,比如短路了或者开路了,直接可以测量到,如果是性能不良,也可以用万用判断得出来的。
    还有就是UC384X之类的芯片坏了,直接没有工作,整体电源都没有输出,或者是震荡用的几个阻容坏了。

    如果是输出电压不正常,比如偏高或者偏低,往往是反馈回路问题,一些阻容器件,或者光耦以及L431之类的器件坏了造成的。
    变压器本身烧了,也会碰到,只要铁芯还在的,重新根据匝数绕制就可以使用了。
    IGBT的驱动和测量判断
    IGBT是这样工作的,门极G和发射极E之间的电压大于一定的阀值电压时候,它就导通了。而当这个电压为零或者施加了反向电压时候,它会截止关电的,有点类似MOS之类的驱动,但是因为有结电容存在,它的导通是需要一定电流的,也就是驱动的功率会比MOS管大。如果驱动电路上的阻容老化,或者光耦出现问题了,会导致驱动IGBT能力不足,而引起过电流之类的报警。IGBT的正常的正向导通电压是12-15伏,截止电压一般是-5到-9伏。

    而变频器属于桥式那种结构,下三个桥臂的IGBT因为射极E是接到直流母线的负极的,所以控制起来容易点。而上三个桥臂的IGBT,射极E是接到下三桥C极上,这样电压比较高,因此驱动起来比较麻烦,往往需要有隔离电源和光耦之类来控制实现。

    考虑到寄生电容的影响,还有一些干扰问题,变频器的IGBT截止时候,都会在门极上施加了反向负电压,这也是变频器开关电源为什么要输出±15伏隔离电源的根本原因。如果这个电源工作不正常,IGBT导通也会出现问题的。

    因为IGBT都有;ざ,而它烧的时候,这个二极管往往都会烧掉,可以简单用万用表的二极管档或者*1电阻档来测量二极管通断。

    如果要测量它的导通性能,可以在集电极C和发射极上分别加上万用表表笔的正负端,然后给门极一个触发电压(可以用手指去碰一下万用正表笔和门极),这时候表针会晃一下,停在某个位置,相当于导通了。再给门极一个复位0电压(手指碰万用表负表笔同时碰门极),这时候表针会复位。
    IGBT使用一段时间后,不排除绝缘上有问题,可以利用绝缘耐压表来测量它的耐压,看看和标称的是否一致了,如果不一致,同样要更换了。

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