實(shí)例解析 | 變頻器主電路故障快速診斷與修復(fù)：充電電阻器與IGBT模塊問題解決方案

一、變頻器主電路故障維修

    在解決變頻器故障的過程中，主電路故障是較為常見的問題。本節(jié)將深入探討變頻器主電路故障的維修實(shí)戰(zhàn)技巧，幫助您快速找到問題的核心所在，確保維修工作的順利進(jìn)行。

◉ 充電電阻器損壞的情況

    某匯川變頻器出現(xiàn)開機(jī)無法上電、顯示屏無顯示的情況，客戶反饋此問題。鑒于顯示屏的供電由開關(guān)電源電路負(fù)責(zé)，初步判斷故障可能源自開關(guān)電源電路。同時(shí)，需考慮到開關(guān)電源電路的輸入源自主電路，因此主電路的故障同樣可能導(dǎo)致此類問題。

◉ 檢查與測量步驟

1.在進(jìn)行通電檢測之前，首要任務(wù)是利用萬用表對整流電路和IGBT模塊進(jìn)行細(xì)致的檢查，以確保它們的完好性，從而避免在通電過程中可能導(dǎo)致的變頻器電路的進(jìn)一步損壞。

2.在測量過程中，首先需要打開變頻器的外殼，隨后將數(shù)字萬用表調(diào)整至二極管擋位。接著，將黑表筆與直流母線的正極相連，紅表筆則分別與R、S、T三個(gè)端子接觸，進(jìn)行三次測量。若每次測量的值均約為0.53V，則表明整流電路中上方的三只二極管均處于正常狀態(tài)。

 

3.在完成上述測量后，將紅表筆與直流母線的負(fù)極相連，隨后用黑表筆分別觸及R、S、T三個(gè)端子，同樣進(jìn)行三次測量。若每次的測量值都維持在0.53V左右，那么便可以斷定整流電路中下方的三只整流二極管也都處于良好的工作狀態(tài)。

 

4.將紅表筆與直流母線的負(fù)極相連，隨后用黑表筆依次觸及U、V、W三個(gè)端子，進(jìn)行三次測量。若每次的測量值都接近0.46V，則可判定逆變電路中下臂的三只變頻元器件均工作正常。

 

5.將黑表筆與直流母線的正極相連，隨后用紅表筆依次觸及U、V、W三個(gè)端子，進(jìn)行三次測量。若每次的測量值均顯示為無窮大（而正常情況下應(yīng)為0.46V），則可能表明逆變電路的上臂三只變頻元器件存在故障。

 

6.打開變頻器的外殼，以進(jìn)行更深入的檢測。

 

7.接下來，我們需要拆下電源電路板，以便進(jìn)一步檢查主電路。

 

8.在進(jìn)行主電路的進(jìn)一步檢查之前，我們首先需要排除與逆變電路相關(guān)的其他元件可能造成的影響。這包括檢查充電電阻器和充電繼電器等元器件。若充電電阻器出現(xiàn)斷路故障，同樣會導(dǎo)致電壓測量結(jié)果呈現(xiàn)無窮大。因此，我們首先應(yīng)檢測充電電阻器的狀態(tài)。將萬用表切換至歐姆擋，并在電源電路板背面將兩支表筆分別接至充電電阻器的兩個(gè)引腳，測得其電阻值為5.4MΩ，而正常值應(yīng)為幾十歐姆。這表明充電電阻器已損壞，需要更換。

 

9.使用電烙鐵將已損壞的充電電阻器拆下。

 

10.觀察發(fā)現(xiàn)，充電電阻器已經(jīng)出現(xiàn)開裂并損壞。

 

11.接著，我們用相同型號的充電電阻器替換了損壞的電阻器。由于目前手頭沒有現(xiàn)成的充電電阻器，我們暫時(shí)用兩個(gè)阻值相同的水泥電阻器進(jìn)行替換，以進(jìn)行故障測試。

 

12.完成充電電阻器的替換后，我們重新對逆變電路進(jìn)行了測量。在測量過程中，將萬用表的黑表筆與直流母線的正極相連，紅表筆則分別與U、V、W三個(gè)端子相接，進(jìn)行了三次測量。每次的測量值都穩(wěn)定在0.46V左右，這一結(jié)果指示逆變電路的工作狀態(tài)良好。

 

13.接下來，我們?yōu)樽冾l器上電，并將萬用表調(diào)至直流750V的擋位。隨后，將紅表筆與P端相連，黑表筆與N端相連，進(jìn)行測量。結(jié)果顯示，母線直流電壓穩(wěn)定在約525V，這進(jìn)一步確認(rèn)了母線直流電壓處于正常狀態(tài)。

 

14.在連接好主板并進(jìn)行測試后，我們發(fā)現(xiàn)通電時(shí)顯示器能夠正常顯示，這進(jìn)一步證實(shí)了變頻器的顯示器功能完好。

 

15.為了進(jìn)一步驗(yàn)證變頻器的性能，我們將電動機(jī)連接到變頻器的輸出端，并進(jìn)行了詳細(xì)的測試。

 

16.通電后電機(jī)運(yùn)行正常，變頻器工作也正常，故障排除。

 

◉ IGBT模塊檢查與替換步驟

1.在斷電情況下，首先拆開變頻器的外殼，仔細(xì)檢查主電路是否有明顯的損壞跡象。

2.接著，我們使用數(shù)字萬用表，將其置于二極管擋位。將紅表筆與直流母線的負(fù)極相連，然后用黑表筆分別觸及R、S、T三個(gè)端子，進(jìn)行三次測量。若測量結(jié)果均為無窮大，這表明整流電路下方的三只整流二極管均已損壞。

 

3.隨后，將黑表筆移至直流母線的正極，紅表筆同樣分別觸及R、S、T三個(gè)端子，再次進(jìn)行三次測量。若結(jié)果依然為無窮大，則說明整流電路上方的三只整流二極管也已受損。

 

4.進(jìn)一步檢測需要拆開變頻器的電路板。

 

5.在拆下電源電路板進(jìn)行進(jìn)一步檢查時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)IGBT模塊周圍的電路板有燒黑的痕跡。由于IGBT模塊中包含了整流電路，而先前測量整流電路中的整流二極管時(shí)，其管電壓顯示為無窮大，這表明模塊內(nèi)部的整流二極管已經(jīng)燒壞并斷路，因此可以判定該模塊已損壞。

 

6.在進(jìn)一步拆解過程中，我們發(fā)現(xiàn)IGBT模塊的底部也呈現(xiàn)出了明顯的燒黑痕跡。

 

7.更換新的IGBT模塊前，務(wù)必先對驅(qū)動電路等元器件進(jìn)行測量，以確保其狀態(tài)正常。若直接替換而未進(jìn)行適當(dāng)檢查，上電后IGBT模塊很可能再次受損。在給電源電路板通電后，應(yīng)測量IGBT引腳處各驅(qū)動電路G、E間的電壓，正常狀態(tài)下應(yīng)呈現(xiàn)負(fù)幾伏的電壓值（例如-7.5V），且各驅(qū)動電路的電壓需保持一致。若發(fā)現(xiàn)電壓異常，則可能指示該路驅(qū)動電路存在問題。

 

8.若發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電路存在異常，應(yīng)著重檢查驅(qū)動芯片及電阻器，定位并替換受損部件。隨后，利用示波器檢測各驅(qū)動信號波形是否規(guī)范，如若不然，則需進(jìn)一步排查問題所在。

 

9.在確保驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓和波形均處于正常狀態(tài)后，方可著手更換IGBT模塊。在開始之前，需預(yù)先準(zhǔn)備好IGBT模塊，并在其背面均勻涂抹散熱硅脂。

 

10.將IGBT模塊小心地安裝至電路板上，并確保穩(wěn)固，接下來進(jìn)行IGBT模塊引腳的焊接準(zhǔn)備。務(wù)必先固定好模塊，再進(jìn)行焊接操作，以防止因位置不當(dāng)導(dǎo)致焊接后無法順利安裝。

 

11.在確保IGBT模塊已穩(wěn)固安裝的基礎(chǔ)上，我們接下來進(jìn)行引腳的焊接工作。此步驟需格外小心，確保焊點(diǎn)達(dá)到均勻且飽滿的標(biāo)準(zhǔn)，以保證焊接質(zhì)量。

 

12.一旦引腳焊接完畢，便可著手裝配變頻器的主板，并進(jìn)一步進(jìn)行通電測試。首先，變頻器能夠順利開機(jī)，隨后我們連接電動機(jī)進(jìn)行功能測試，確保電動機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驗(yàn)證故障已得到妥善解決。

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