变频器IGBT模块故障维修案例
解密变频器维修中的IGBT模块故障
解密变频器维修中的IGBT模块故障IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。
IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
北京凌坤电气的资深变频器维修工程师,在平时的变频器维修工作中经常会遇到因IGBT模块损坏导致的故障。
下面我们将对变频器维修中的IGBT模块故障进行深入的探讨。
1.IGBT的特点:(1)栅极的绝缘电阻无穷大,只要向栅极充入一定的正电荷,使得栅极电压大于导通电压,管子就会导通,并且导通程度深,线性范围很窄。
这一点类似于MOS管。
(2)由于栅极的绝缘电阻无穷大,因此电荷能够一直保存,即开通后可以一直开通。
而且当栅极开路时,也常会处于开通状态。
正因为这个特性,驱动IGBT的电路不需要提供很大的持续电流。
但这容易引起误导通,为了防止误导通,栅极G和发射极E之间必须跨接一只电阻。
不少第一次接触MOS管和IGBT 的用户就是因为没有跨接此电阻而烧了管子。
跨接电阻一般为10k欧/0.25W。
(3)栅极电容的耐压是有一点限度的,一般是±20V,当超过此限度,可能会烧坏。
因此,栅极要加一对稳压二极管,用于吸收过高的电压。
稳压二极管一般头对头串联,每只是18V/1W,限制的电压范围是±18.7V左右。
(4)输出极C和E特性类似于三极管,因此具有一定的导通压降,而不是像MOS管那样用导通电阻来衡量。
导通压降与导通饱和度有关,导通饱和度受到栅极电压的影响,因此栅极电压不应太低,虽然IGBT在7V就完全能导通,但标准的栅极驱动电压是15V。
英威腾变频器CHF100维修案例
英威腾变频器CHF100维修案例
英威腾变频器CHF100维修案例
故障现象是变频器输出端打火,拆开检查后发现IGBT逆变模块击穿,驱动电路印板严重损坏,正确的解决办法是先将损坏IGBT逆变模块拆下,拆的时候主要要尽量保护好印板不受人为二次损坏,将驱动电路上损坏的电子原器件逐一更换以及印板上开路的线路用导线连起来(这里要比较注意要将烧焦的部分刮干净,以放再次打火),再六路驱动电路阻值相同,电压相同的情况下使用视波器测量波形,但变频器一开就报OCC故障(台达变频器无IGBT逆变模块开机会报警)使用灯泡将模块的P1和印板连起来,其他的用导线连,再次启动还跳OCC,确定为驱动电路还有问题,逐一更换光耦,后发现该驱动电路的光耦带检测功能,其中一路光耦检测功能损坏,更换新的后,启动正常。
变频器维修之模块故障处理
变频器维修之模块故障处理很多工厂供电是发电机发电,当发电机有故障时,输出高压电常把变频器及电子仪器烧坏!这种情况是我们经常见过的,去年深圳就有一家拉丝厂一次就坏了二十几台30KW变频器,停产十几天,造成重大损失,工厂在发电机搞了很多保护方法可效果不太明显!后来我们想了一个被动的保护方法,就是在变频器或仪器的输入端的空气开关上加了压敏电阻(380V用821K,220V471K),这样当有高压电时压敏就会短路,空气开关跳闸,保护了变频器,变频器故障率大大减小,压敏电阻很便宜,这个方法可说是花小钱办大事!并联(三相是三角接法)的压敏电阻瓦数大小没有严格要求,输入电流大的则选取的压敏电阻相对大一点(或几个并联)!当压敏电阻发生作用时它是完全短路!这时也要求你的空气开关质量好,反应快!保护电流也不要太大!接的地方当然是空气开关的输出端!今天有的朋友打来电话,说到压敏电阻问题,他问到有的变频器里面输入端也有压敏电阻,也应该有保作用!但根据我们修过的变频器的实际情况来看,轻伤的就只烧断电路板的铜线,重伤的就烧坏整流模块,开关电源,CPU板,电容,造成重伤的原因可能是当压敏电阻短路爆炸时它的金属碎片到处飞;爆炸时发出强大的静电及电磁波(很象雷击);烧断电路板的铜线使空气开关不动作。
所以在变频器外面另加压敏电阻情况就好很多!顺德一家针织厂的一个电工被老板加奖2000元,原因就是受到我们的启示,用压敏电阻保住很多变频器及针织机械的电子板!可见效果是明显的!!有的人买模块时要求型号一字不差!其实完全没必要这样,如模块7MBR25NF-120与7MBR25NE-120的参数是一样的,前者只多了四个定位脚!由于IGBT模块的驱动是电压控制,有更好的互换性,只要耐压、电流参数一样,不同型号的IGBT模块很多是可互换!有的安装尺寸不同的还可另钻孔!GTR模块则还需要考虑其放大倍数,互换性差一点!我们维修变频器那么便宜就是充分利用模块的互换性,避开用市场上热销的模块,不然模块价格高或难找到!怎样选购模块:维修变频器,判定模块的质量也是关键!首先你要看模块是否被拆开过(看外观痕迹),现在有很多模块是维修过的,参数正常但质量很差!耐压值是最重要的参数,可用耐压表测量,输入380V 的变频器的输出模块耐压值要大于1000V,220V则要600V!电流则可用电容表来比较判定大小!IGBT模块还可以用指针式万用表10K档检测其是否能动作,用指针(黑—红)去触发模块的G—E,可使模块C—E导通,当G—E短接时则C—E关闭!这方法是最简单最基本的测量方法,是维修新手可以做到的,专业的可不是这样测量!不少人维修变频器更换的模块没几天又坏掉,弄不清原因就拿到我们这里来,原来是有的螺丝没拧紧!看起来好象是小事,但对变频器却是致命的!我们发现,有很多变频器当装在有震动的设备上(如工业洗衣机、机床等)运行一段时间后,其主回路的连接螺丝和模块的紧固螺丝容易松动,此时最先损坏一般是模块,如果换了模块后没有紧固其它螺丝,则模块很快坏掉,就埋怨模块质量不好!也特别强调不要把变频器装在有震动的设备上,不然多好的变频器可能很快就坏了!我们经常看到有的维修高手过于自信,维修变频器不用假负载,觉得太麻烦,结果还是有烧模块的可能!如果用假负载,几乎可做到万无一失!除非你买的是假模块!!很多人搞不清富士G9-5.5KW变频器整流模块CVM40CD120的结构,在这里简单说一下:整流部分:R、S、T、A(+)、N-(-)充电可控硅:A、P1、Gth(触发)制动管:DB、N-、G7(触发);DB、B+ 是其续流二极管电源开关管:D8、S8、G8热敏电阻:Th1、Th2山肯MF系列有一个通病,就是有时会显示“Erc”故障,这时可进行下列操作:打开参数90,写入“7831”,这时变频器显示“PASS”,写入“变频器容量数”,再把参数恢复出厂值(参数36=1)!变频器容量数:2.2KW - 23 3.7KW-24 7.5KW-2615KW-28 22KW-30 30KW-3145KW-33 75KW-35 110KW-37其它功率类推!有的人为了提高电机的转矩,常把变频器的转矩提升参数(或最低输出电压)调到很高!这样变频器的启动电流会很大,经常跳“过流”,也容易损坏模块!转矩提升应适当,可慢慢调上去并观察电流大小,负载大的最好用“矢量控制”,这时变频器能自动地输出最大转矩,变频器要进行“调谐(自学习)”,但真正有此功能的变频器并不多!更不能调低基本频率,国内电机设计基本频率是50HZ,当变频器的基本频率调小后,虽然可提高转矩,但电流急升,对变频器及电机都会造成伤害!!有的人没有给变频器的电源输入端安装空气开关,一当模块损坏,则电路板烧毁严重!甚至无法维修!特别是变频器里面不带熔断器的几个品牌更是这样!熔断器的电流也不能选太大!质量要好一点!富士G9变频器3.7KW-7.5KW有一个共同的问题:其散热风扇功率大转速高当在尘多的工作环境中寿命会比较短!当风扇坏了以后变频器也不会马上跳“过热”保护(可能是保护温度值设置太高)这时整个变频器的内部温度很高,使到驱动电路及电源电路的小电容容易老化,通常是开关电源最先停止工作!变频器没有显示!!这时候应把风扇及电源电路的二个小电容换掉就可以使变频器恢复正常!最好也把驱动电路的电容也换掉!!由于变频器是相对比较贵重的设备,不同牌子的价格差别又大,故障率又高,所以有的人在选购变频器时大伤脑筋!我们认为,当变频器是否正常运行对你的生产影响很大;当你的配套设备是卖到很远的地方;当你不想经常给机修工找麻烦!你还是用性能好的、价格高的名牌变频器!但也并非所有名牌都适合你使用!有的名牌变频器很娇气(怕湿、怕尘),要有好的环境才有好的质量!如果你的电机运行比较平稳,不用急停车,负载轻,电源电压稳定,变频器工作环境好,有故障也不影响生产,两年内坏包换新机,维修服务部又近,为了节省开支,你不妨考虑买一台价格比较低,名气过得去的变频器!有的人在调试变频器时没有顾及变频器的“感受”!只根据生产需要把加减速时间调至1秒以下,变频器经常坏当加速太快时,电机电流大,性能好的变频器会自动限制输出电流,延长加速时间,性能差的变频器会因为电流大而减小寿命!加速时间最好不少于2秒。
施耐德变频器维修实例祥解
施耐德变频器维修实例祥解之蔡仲巾千创作线路原理分析:1.主回路施耐德ATV31H系器品种比较多,下边从ATV31和ATV58这两款变频器入手,引导学习施耐德变频器维修技巧。
一、ATV31变频列通用变频器采取的是交-直-交电压型变频方式,其主回路包含整流线路、滤涉及储能线路、能耗制动、直-交逆变由以下几个部分组成(其原理图见图1)⑴整流部分三相整流部分由六只整流管组成整流桥,将电源的交流电全波整流成直流,如果电源的电压为Ui,则全波整流后平均直流电压Ud的大小为:Ud=1.35×Ui 三相电源的线电压为380V,则全波整流后的平均电压为Ud=1.35×Ui=1.35×380=513V由于施耐德ATV31H系列整流器均在模块内部,损坏后只能整体更换。
整流器的好坏可以用万用表电阻挡丈量。
⑵滤波部分电容C1和C2是将整流后的脉动直流电滤平电压纹波并储能。
变频器功率越大所配备的电容容量越大。
施耐德ATV31变频器的部分型号电容配置见下表:有如下情况时,要检查电容是否损坏:当容量下降到80%时就要更换电容。
使用四年以上的变频器要检查容量是否下降。
滤波前的整流桥损坏后,有交流电直接进入了电容器,要检查电容器有没有损坏。
分压电阻损坏后,由于分压不均,要检查电容器有没有损坏。
外包绝缘损坏后,要检查电容器有没有损坏。
由于在变频器合上电的瞬间,滤波电容器的充电电流很大,易损坏整流器。
为了呵护整流器,在电路中串接了R1A和R1B,以限制电容器的冲电电流,当电容器上充电电压达到一定程度时,继电器RY1吸合,继电器触点接通短接R1。
⑶制动部分由于异步电动机在再生制动减速过程中,再生能量存储于滤波电路的电容器中,使直流母线的电压上升,为了释放制动能量在模块中使用了一只IGBT 管。
通过控制IGBT管的导通程度可以设置制动时间,由于设备的需要,电机必须在规定的时间内停车,施耐德ATV31系列设置了直流注入停车。
变频器IGBT的修理、恢复
欢迎共阅IGBT模块的修复一、概述:变频器的主电路,是由一只功率模块构成的。
集成式模块,通常是指小功率(15kW以下)变频器机型中,其整流与逆变主电路,常采用模块形式封装的功率模块。
变频器的主电路,都是由一只功率到方方面面的问题,具有一定的操作难度,也就是我说过的,只能将其作为应急修复手段,并不积极提倡与推广的原因。
降低元件性能指标下的“省钱”的修理,只图一时的低成本,但埋下了更大的故障隐患,是要不得的。
储能电容器,单、双管式逆变、整流模块的损坏,坏一只,换一只,也谈不到省钱。
CPU主板尤其是CPU 本身局部引脚电路的损坏,采取变通手段应急修复之,最好是在不降低电路性能的前提下进行修复,则也不失为“省钱修复”的好方法。
整以下的机型做了几例修复试验,发现7.5kW以下变频器的修复成功率较高,较大功率机型,可能由于购买的IGBT的参数一致性较差,尤其是导通内阻较大。
修复后,变频器空、轻载运转正常,但带载时会出现输出偏相、电动机跳动和易跳OC故障等现象。
所以此类修复以1.5—7.5kW小功率机型为宜。
电磁炉的配件中,整流桥IS2510,额定电流25A,反向耐压1000V,全塑封,可涂覆导热硅脂后,直接攻丝(或用¢2。
5mm的钻头打孔,用¢3mm的螺纹钉直接旋入)固定在模块散热器上;IGBT管子25N120,额定电流25A,反向耐压1200V。
安装时须在管子与散热器之间加装绝缘片。
整流器与IGBT 管子引脚图如下:严重的,则修复率降低;3、模块内部往往内含温度检测、刹车制动开关管等电路,有时也受冲击而损坏,需外加电路,将损坏部分一并修复。
4、所购IGBT单管,多为拆机品,往往通态压降大和驱动性能差,原驱动电路的能力与之不相匹配;5、有时候要想办法加大驱动能力,但小功率变频器开关电源的驱动能力本身是有限的,所以修复成功率有一定限制。
1、上、下臂管子的配对,力求参数接近;2、对IGBT管子容量取得大一些,如3.7kW的变频器,也采用了25N120 25A的管子,管子的驱动电流要比模块内管子的驱动电流可能要大一些。
变频器IGBT的修理、恢复
IGBT模块的修复一、概述:变频器的主电路,是由一只功率模块构成的。
集成式模块,通常是指小功率(15kW以下)变频器机型中,其整流与逆变主电路,常采用模块形式封装的功率模块。
变频器的主电路,都是由一只功率模块构成的。
降低元件性能指标下的“省钱”的修理,只图一时的低成本,但埋下了更大的故障隐患,是要不得的。
储能电容器,单、双管式逆变、整流模块的损坏,坏一只,换一只,也谈不到省钱。
CPU主板尤其是CPU本身局部引脚电路的损坏,采取变通手段应急修复之,最好是在不降低电路性能的前提下进行修复,则也不失为“省钱修复”精心整理的好方法。
整流或逆变电路的局部性损坏,是不是可用分立元件取代,达到降低维修成本的要求?以我个人的维修经验来看,尚不能给出一个明确的结论。
修复损坏严重(模块坏掉)的机器,须事先与用户沟通,最好还是用原器件来修复。
如出于维修成本考虑,用分立元件来代用模块,必须先与用户达成共识。
精心整理说明一下,本文只是提出这样一个模块修复方法,供维修中的参考,并不积极提倡集成模块的局部修复,因其有一定的操作难度和较高的返修率,因模块局部损坏,是否会牵连到其它电路,模块内部是否有影响正常运行的其它缺陷?是不好检测和判断的。
模块的损坏还是应以原配件更换为主。
2345一些。
还是要采用整体更换为主,局部修复为辅的原则。
一个模块,有无可能局部修复,须看模块的损坏程度:1、观察外观完好,无裂纹和黑线出现。
若有裂纹、黑线和变形等,说明内部绝缘物精心整理质碳化严重、模块引线端子受损等,必须更换新品了;2、逆变电路只有一臂IGBT管子,最多是一相电路中的两只IGBT损坏,应保障其余两相IGBT管子的完好。
一旦有两相中的IGBT损坏,则应坚决换用新品。
逆变电路的修复会牵涉以下几方面的问题:13如将本问题。
所以有一相逆变电路损坏,加装两只IGBT管子,改装成功率要高。
但用六只IGBT管子将逆变电路整体改装后,往往因驱动电路的驱动能力不足(电源容量不足)而导致修复的失败。
IGBT模块的故障与驱动电路(电压)的关系
工人技师专业论文工种:电工IGBT模块故障与驱动电路(电压)的关系姓名: 黄金平等级: 高级技师培训单位:西安技师学院鉴定单位:目录内容摘要 1 关键词 11、 IGBT模块及驱动电路的特性 12、 IGBT模块工作特点及保护 23、 IGBT模块的故障检修及分析3 四、故障的关系总结、结束语6五、 参考文献7变频器IGBT模块故障与驱动电路(电压)的关系摘要: 国内厂矿企业对变频器的应用已基本上普及,凡是用到电动机的地方,几乎就会见到变频器的踪影。
变频器是强电与弱电的有机结合;是硬件与软件的有机结合。
它强大的功能、完善的检测和保护电路、控制上的智能化和灵活多变;它的电气元器件的非通用性和特殊要求,使的检修思路和方法也有其独特性。
变频器和PLC等工控设备的应用和普及,对其维修甚至形成了一个专门的行业,成为电气技术的一个分支。
也使得电工的概念发生了深刻变化。
主要通过对通用变频器逆变模块及驱动电路的分析,了解IGBT一些故障的常见形式及特点,满足解决维修实际问题的需要。
关键词:变频器 IGBT 故障 驱动电路一 · IGBT逆变模块及驱动电路的特性通常认为IGBT器件是电压型控制器件,只需提供一定电平幅度激励电压,而不需要吸取激励电流。
因为IGBT栅—射极间 存在一个结电容,在对其进行开通和截止过程,实质上是对IGBT栅—射极间结电容进行充电、放电的过程。
这个充电放电的过程和形成了一定的峰值电流。
另一方面,变频器输出电路中的IGBT工作于数KHz的脉冲之下,其栅偏压也为数KHz的脉冲电压。
电容有通交隔直的特性,相对于数十KHz的脉冲电压,电容的容抗较小,因而形成较大的充放电流。
因此,通过上述分析,可以得出:用在变频器输出电路的IGBT应是电流或功率驱动器件,而不是纯电压控制器件。
驱动电路(注1)的输出级,也应是一个功率放大电路。
因为IGBT的驱动是消耗一定功率,要输出一定电流的。
故功率较大的IGBT 模块需由功率放大电路来驱动。
变频器IGBT模块故障维修案例
故障现象某一抽油机变频器设备,是1140v/30kw抽油机专用变频器,运行过程中中间一相IGBT模块处被烧黑,其上母线尖峰吸收电容(3μf/1200v无感电容两只串联再并联)一个腿被打断,不能正常运行。
初步判断用万用表检测主电路部分,中间一相被熏黑,但检测好,其他两相也正常。
维修过程(1)首先更换损坏器件。
将3μf /1200v电容更换后,再将隔离开关合上,给控制柜送电,控制柜没反应,电源灯不亮,电压表没有指示。
(2)输入端接有高压熔断器,怀疑是它损坏了。
用万用表高压档检测熔断器后三个端子对电压,都正常,均为690v,因控制电路用是220v电源,怀疑1140/220v变压器有问题。
后来断电后用万用表检测熔断器两端阻值,有一相通,另两相断,断定原判断有误,有两相熔断器烧断。
检测熔断器,有电显示,应是未断那相1140/220v变压器初级绕组串过去,因是单相供电,形不成电压,1140v/220v变压器不工作,控制柜因不到电压而不能工作。
(3)将熔断器更换后,柜子送电正常,工频启动,工作正常,工频维修完毕。
接着维修变频部分。
(4)通控制电。
一送电,显示板上故障保护灯就亮,怀疑干扰,但多次送、停电都这样,因处于保护状态,不能开机。
后将短路保护插线拔掉(因主电路没通电,控制电路送电,无影响),送电正常。
开机也正常,用万用表检测频率到达50hz时电压,三相输出电压都平衡,线间电压为8.2v,对中线为5.0v,工作正常。
(5)检查短路保护板。
将输入端短路保护取样电流传感器拔下,测量板上电源电压,±12v正常,但+5v供电电压+3.0v,将集成快74hc14拔下,+5v正常,说明该集成块已经损坏,更换一只新的。
(6)将输入端短路保护取样电流传感器插上。
先插正母线上电流传感器,测±12v,工作正常;再插负母线上电流传感器,测±12v电压,+12v+ 9.0v,-12v 正常。
说明负母线上电流传感器损坏。
变频器维修故障案例分析
流 回路过压的情 况下 ,负载电流 的变化率过大是
b.西门子 6SE70系列变频器的 PMU面板液 引起过压的一个 重要原 因,到现场查看被控设备
晶 显示 屏上 显示 字母 “E”。
时 ,发 现制 动斩 波 器 上 设 有 三 档进 线 电压 选 择 装
出现这种情况 时,变频器不 能工作 ,按 P键 置 ( ̄00V、500V、690V)以 适 应 不 同 的 进 线 电 压 ,
及重新停送 电均无效 ,查操作 手册有无相关 的介 其 中短接环插在 690V档上 ,这样 就造成 制动斩
绍 ,在检查外接 DC24V电源时 ,发现电压较低 ,解 波器和制动电阻投入工作 的门槛值过高而在进线
决后 ,变频器工作正常。
电压为 100V的 ACS600变频器中未起作用 ,将短
涟钢科 技与管理
2015年第 3期
变 频 器 维 修 故 障案 例 分 析
培训 中心 李秋 英
1 西 门子公 司变频 器常见故障 案列
存 不 够 。
2 ABB公司变频器 常见 故障案列
a.调 试 过 程 中 西 门 子 MIDIMASTER Vector
(22kW)变频启动后 即过流跳闸。
板 仅能 存储 一 组参 数 。
616PC5-5.5kW 变频器时,客户送修 时标明电机
变频器选型手册 中介绍 AOP面板 中能存储 行抖动,此时第一反应是输出电压不平衡 ,在检查
10组参数 ,但 在用 AOP面板 做第二 台变频器参 功率器 件后发 现无损坏。给变频器通 电显示正
数 的备 份 时 ,显 “存 储 容 量 不 足 ”。解 决 办 法 如 常 ,运行 变频器 ,测量三相输 出电压确实不平衡 ,
高压变频器烧坏后现场维修过程
高压变频器烧坏后现场维修过程前段时间正常停机的高压变频器,昨天重新启动运行,运行不到一天时间,运行中跳停了,开头有人怀疑是由于配电室空调没开,过温引起的跳停,重新上电后,发觉主板有个黄灯亮了,依据说明书的上面的描述,这是一个功率单元出问题了,现场拆开检查发觉IGBT 炸了,更换IGBT后还报故障,但是主控板的故障灯是变成了红灯了的,怀疑功率单元主控板有问题,现场有一块板据说可能可以使用,更换后还出问题--同时闻到糊味;再次拆开检查,发觉直流电压取样后处理的电路上的一个电阻烧了,而且此时功率单元上面的灯一个也不亮,主控板的故障灯是红灯了的;依据这些现象,然后细看功率单元内的掌握板电路分析,觉得刚才换下的主功率单元的掌握板可能没有坏,坏的是第一次更新的IGBT及其从炸的IGBT上拆下来的触发掌握板,同时认真检查发觉上一次更换的主控板--从直流母线上去直流电的极性接错——P/N接反。
重新换回旧的功率单元主控板,换一个备用的IGBT及掌握板,上高压电,自检通过,故障消逝。
期间要从这样18个的功率单元推断出哪一个功率单元发生故障,这点不得不佩服国产高压变频器的强大,首先主控板上的指示灯可以指出位置,然后打开高压变频器功率单元的柜门,看功率单元下部的指示灯也可以看的出此功率单元是否故障。
否则18个挨个拆开,那是很累人的。
临时自己做个记录,假如大家觉得喜爱这样的,后续我摆乎摆乎现场检测推断的过程。
IGBT炸后的和新的东东站一起,瞧瞧是啥样的?英飞凌的东东,但是如何推断好坏呢?在管字的侧面有型号的,当然你等他炸了才看,那是看不到的,至于如何检查,说句实话咱心里真没底,幸好有度娘啊,可以找到这个型号的参数,也证明了现场和施工单位的技术人员争论(其实是争辩)的一个事实,他建议要求变频器厂家把这个IGBT改成300A的,然后我依稀记得这个型号就是300A的,告知现场本身就是300A的;对于这个型号,咱连续依据度娘出来的资料,看看内部电路结构究竟是咋样的一般书上或论坛上介绍的检测的IGBT方法许多,咱脑子比较不爱记事,总是记不住啊,好多都是需要用指针式的万用表来检查的,咱现场也没有,不过现场有新模块,也有不知道是新还是旧的模块,能否用手上的FLUKE179来推断能否使用呢?看现场的东东,触发线是4根的,觉得是对应上图的HALFBRIDGE图片的接线方式的(开头没留意到管子上其实标了6754的标识的,只是白色的管子写了白色的字,检测完然后初步推断出这个标识结果,然后细看才看到的,批判下自己---下次要细心了。
变频器IGBT模块常见故障处理及检测方法
变频器IGBT模块常见故障处理及检测方法
绝缘栅双极型晶体管(IGBT),是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT结构
左边所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。
N基极称为漏区。
器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。
沟道在紧靠栅区边界形成。
在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region)。
而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。
附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。
IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。
反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。
IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。
当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。
IGB模块原理电路分析
IGBT模块有三个端子,分别是G,D,S,在G和S两端加上电压后,内部的电子发生转移(半导体材料的特点,这也是为什幺用半导体材料做电力电。
XE82-2000机型阳光变频器IGBT现场
一、阳光变频器IGBT故障形式主要表现在以下方面:
1、报PDP保护
变频器在运行时,IGBT模块工作不正常,此相电流低于另两相电流80A的情况下,变频器会报缺相保护。
二、IGBT模块检修
检修IGBT模块名称:西门康IBGT模块
型号:SKIIP2403GB172-4DFW(水冷)
模块检修工作只是现场维护工作的一个点,我们希望这个小小的点能够对维护工作这个面起到积极的促进作用,一起努力为公司创造更大的效益,更好的实现自己的价值。
图3
三、进水IGBT模块检修注意事项
1、进水后要马上切断IGBT模块24V供电电源,以避免模块短路、对地或其他不可逆的损坏,无拆解继续通电亦会氧化铜片触点。
(建议在条件允许的情况的下尽快断电、拆卸IGBT模块)。
图4 IGBT驱动板存在氧化腐蚀现象图5 IGBT触点存在腐蚀
2、清理IGBT及驱动板和光电转换板时,处理掉其上面存在的水分(驱动板上面的小型变压器以及光电转化板光纤头禁止清理,容易发生化学反应氧化损坏),清理以后要通过电风吹进行烘干处理(如图6、图7是清理烘干后的模块)
1、IGBT模块的构成主要分为以下3个部件:
模块损坏的表现形式:
1、模块24V供电电源主芯片(IGBT驱动板)损坏
一般这种故障需要万用表检测主电源有无24v电压(如图1)再进一步拆开IGBT驱动板进行检查。图中注明的驱动板上的几个芯片是较容易损坏的,无芯片可以对炸毁严重的IGBT上面进行拆解、焊接(炸毁的IGBT驱动板模块损坏性小,所以可以对其拆解更换)。
XE82-2000机型阳光变频器IGBT现场
摘要:金井风场所使用的阳光电源变频器V2,变频器内部IGBT超过质保后经常周期性损坏,现场无配件,厂家发货周期也长,短期无法满足风场需求。为了更有效快捷的解决故障,提高设备可利用率,提高风电机组发电量。风场人员对前期损坏的较多IGBT进行了较为深入的研究,觉得此类IGBT模块可以维修,对阳光电源变频器IGBT就行拆解维修。2016年7月1日对10号风机3个IGBT模块就行更换检修,现运行良好。
38108#变频器故障更换IGBT
图片说 明 安全提 示 使用工具 更换备件 检修人员 记录人 备注 石双磊 记录时间
无 登机时注意佩戴安全带,安全帽 一字螺丝刀(小),活口扳手(中),内六角一套,组合工具一套, 电脑 IGBT模块 6h 损失电量 值班长 0.1万kwh 张国民 魏颖超 2011年6月5日
机组恢复运行时间 2011.6.5 17:42 机组停机
风力发电机组故障检修记录
机组编号 故障报警 故障时间 图纸查阅 故障现象 故障原 直接原因 因 补充说明 IGBT损坏 无 风机无法启机 2011.6.5 11:46
38108
机组型号
FD77B 1409:变频器故障 故障类别
2011年1次故障 变频器系统
1:风机报变频器故障,登机检查励磁接触器。 2:用软件检查变频器子代码。 故障查 3:检查发电机编码器板 找程序 4:检查变频器机侧驱动板。 5:检查接线松动。 1:塔基检查励磁接触器,手动吸合励磁接触器(K016K5),正常吸 合,无异响。 2:检查变频器机侧驱动板,发电机编码器板,各项指示灯均正常。 4:现场启机,发现风机并网时,IGBT模块声音异常。怀疑为IGBT模块 故障处 损坏。 理程序 5:进一步检查,发现其中一个IGBT损坏,更换损坏的IGBT模块。 6:检查接线,无松动。 7:启动风机,风机恢复正常运行。
变频器IGBT损坏维修过程和经验总结
变频器IGBT损坏维修过程和经验总结IGBT模块因散热不良导致其损坏变频器在运转中突然发出爆炸声响,同时外接保险烧毁,拆机发现变频器的igbt模块损坏。
经过对相关板卡的测试,发现igbt触发线路损坏,测量其他板块正常。
在拆卸变频器板卡时发现其电源板和电流检测板上有很多的油污和灰尘。
打开变频器的散热片风机,看到散热片上也粘满了油污和杂物,将变频器的散热通道完全堵死。
由此推断变频器的IGBT模块因散热不良导致其损坏。
维修过程:首先将变频器完全拆开,将散热通道的散热片拆下,用空压气体将散热片清理干净,同时将变频器内部结构件和板卡全部清理干净。
安装igbt模块,安装igbt模块时候要按照模块的要求,顺序安装,力矩适度。
修理触发线路,然后依次安装其他器件。
安装结束后进行静态的测试,静态测试结果良好后进行通电测试和带负载试验。
带负载试验合格,顺利完成维修。
经验总结:综合不同型号和不同的使用环境中的数台变频器维修情况,总结出变频器igbt模块损坏的主要原因是使用环境的恶劣,使得门极驱动卡上电子元件损坏以及变频器的散热通道堵塞导致。
最容易损坏的器件是稳压管及光耦。
检查驱动电路是否有问题,可在断电时比较一下各路触发端电阻是否一致。
通电开机可测量触发端的电压波形。
但是有的变频器不装入模块不能开机,这时在模块p端串入假负载防止检查时误碰触发端或其他线路引起烧坏模块。
IGBT模块的简单测量方法变频器输出电压不平衡表现为马达抖动,转速不稳,一般没有经验是很难判定是哪路驱动有问题,这时可启动变频器2hz,用万用表直流电压档分别测:p-u、p-v、p-w及u-n、v-n、w-n的电压值,这6路电压这时也会不一样,那一路偏高则这一路有问题,其原理大家可自己画图分析一下。
对于IGBT模块,我们介绍最简单的测量方法(专业不是这样测量)将数字万用表拨到二极管测试档,测试IGBT模块c1、e1、c2、e2之间以及栅极g与e1、e2之间正反向二极管特性,来判断IGBT模块是否完好。
IGBT模块损坏的原因分析和故障处理方式
IGBT模块损坏的原因分析和故障处理方式IGBT在使用过程中,经常受到容性或感性负载、过负荷甚至负载短路的冲击等,可能导致IGBT损坏。
IGBT在使用时损坏的原因主要有以下几种情况:(1)过电流损坏;1)擎锁定效应。
IGBT为复合器件,其内有一个寄生晶体管,在规定的漏极电流范围内,NPN的正偏压不足以使NPN 晶体管导通,当漏极电流大到一定程度时,这个正偏压足以使NPN 晶体管开通,进而使NPN或PNP 晶体管处于饱和状态,于是寄生晶体管开通,栅极失去了控制作用,便发生了锁定效应。
IGBT发生锁定效应后,集电极电流过大造成了过高的功耗而导致器件的损坏。
2)长时间过流运行。
IGBT模块长时间过流运行是指IGBT的运行指标达到或超出RBSOA(反偏安全工作区)所限定的电流安全边界(如选型失误,安全系数偏小等),出现这种情况时电路必须能在电流到达RBSOA 限定边界前立即关断器件,才能达到保护器件的目的;3)短路超时(> 10Ps)。
短路超时是指IGBT所承受的电流值达到或超出SCSOA(短路安全工作区)所限定的最大边界,比如4 -5倍额定电流时,必须在10μs之内关断IGBT,如果此时IGBT所承受的最大电压也超过器件标称值,IGBT必须在更短时间内被关断。
(2)过电压损坏和静电损坏IGBT在关断时,由于逆变电路中存在电感成分,关断瞬间产生尖峰电压,如果尖峰电压超过IGBT 器件的最高峰值电压,将造成IGBT 击穿损坏。
IGBT过电压损坏可分为集电极—栅极过电压、栅极—发射极过电压、高dv/dt过电压等,大多数的过电压保护电路设计都比较完善,但是对于由高dv/dt所致的过电压故障,在设计上都是采用无感电容或者RCD结构吸收电路,由于吸收电路设计的吸收容量不够,而造成IGBT损坏,对此可采用电压钳位,在集电极—栅极两端并接齐纳二极管,采用栅极电压动态控制,当集电极电压瞬间超过齐纳二极管的钳位电压时,超出的电压将叠加在栅极上(米勒效应起作用),避免了IGBT因受集电极—发射极过电压而损坏。
丹佛斯VLT5302系列变频器常见故障地处理方法
...检查过程中,依次拆下变频器的 CONTROL CARD,INTERFACE CARD,POWER CARD,GATEDRIVECARD,电容箱 2 组后,发现变频器的 IGBT模块损坏,原本固定在 IGBT 模块上的 IGBT 吸收板已经炸毁。
经过对相关板卡的测试,发现GATEDRIVE CARD损坏,测量其他板块正常。
在拆卸变频器板卡时发现其 POWER CARD和 DRIVE CARD上有很多的油污和灰尘。
翻开变频器的散热片风机,看到散热片上也粘满了油污和杂物,将变频器的散热通道完全堵死。
由此可以推断:变频器的 IGBT 模块无法散热导致损坏。
维修过程如下:首先将变频器完全拆开,将散热通道散热片拆下,用空压气体清理散片,将散热片清理干净,同时将变频器内部构造件和板卡全部清理干净。
安装IGBT 模块,安装 IGBT 模块时候要按照模块的要求,顺序安装,力矩适度。
然后依次安装连接电抗器的构造件和HF卡, IGBT吸收电容,连接端子的构造件。
接下来要安装电容箱 2 组, POWERCARD, GATEDRIVECARD, INTERFACECARD,CONTROL CARD。
安装完毕后进展静态的测试,静态测试结果良好后进展上电测试和带负载试验。
带负载试验合格,顺利完成维修。
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从IGBT的损坏谈变频器的修理与维护
从IGBT的损坏谈变频器的修理与维护
从IGBT的损坏谈变频器的修理与维护
2008年6月27日夜,某港口门机正在进行矿粉装船作业,由于矿粉转场不及时,门机在作业过程中停机4 h,重新开始作业时司机发现起升机构无动作,遂通知现场值班电工上机处理.电工检查后发现:支持变频器的操作器显示PUF(直流熔断器熔断)故障,变频器及柜内的其他电器元件表面均有大量的凝露.进一步检查后确认,变频器内部有1组IGBT(绝缘栅双极型晶体管)损坏;直流回路熔断器损坏2个;阻熔吸收部分电容损坏1个.更换这些元器件并将凝露彻底清除后,试车恢复正常.
作者:郭雷李竹森马云驰 Guo Lei Li Zhusen Ma Yunchi 作者单位:营口港务集团有限公司股份固机分公司刊名:港口装卸英文刊名:PORT OPERATION 年,卷(期):2009 ""(3) 分类号:U6 关键词:。
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故障现象
某一抽油机变频器设备,是1140v/30kw抽油机专用变频器,运行过程中中间一相IGBT模块处被烧黑,其上母线尖峰吸收电容(3μf/1200v无感电容两只串联再并联)一个腿被打断,不能正常运行。
初步判断
用万用表检测主电路部分,中间一相被熏黑,但检测好,其他两相也正常。
维修过程
(1)首先更换损坏器件。
将3μf /1200v电容更换后,再将隔离开关合上,给控制柜送电,控制柜没反应,电源灯不亮,电压表没有指示。
(2)输入端接有高压熔断器,怀疑是它损坏了。
用万用表高压档检测熔断器后三个端子对电压,都正常,均为690v,因控制电路用是220v电源,怀疑1140/220v变压器有问题。
后来断电后用万用表检测熔断器两端阻值,有一相通,另两相断,断定原判断有误,有两相熔断器烧断。
检测熔断器,有电显示,应是未断那相1140/220v变压器初级绕组串过去,因是单相供电,形不成电压,1140v/220v变压器不工作,控制柜因不到电压而不能工作。
(3)将熔断器更换后,柜子送电正常,工频启动,工作正常,工频维修完毕。
接着维修变频部分。
(4)通控制电。
一送电,显示板上故障保护灯就亮,怀疑干扰,但多次送、停电都这样,因处于保护状态,不能开机。
后将短路保护插线拔掉(因主电路没通电,控制电路送电,无影响),送电正常。
开机也正常,用万用表检测频率到达50hz时电压,三相输出电压都平衡,线间电压为8.2v,对中线为5.0v,工作正常。
(5)检查短路保护板。
将输入端短路保护取样电流传感器拔下,测量板上电源电压,±12v正常,但+5v供电电压+3.0v,将集成快74hc14拔下,+5v正常,说明该集成块已经损坏,更换一只新的。
(6)将输入端短路保护取样电流传感器插上。
先插正母线上电流传感器,测±12v,工作正常;再插负母线上电流传感器,测±12v电压,+12v+ 9.0v,-12v 正常。
说明负母线上电流传感器损坏。
将该电流传感器取下更换。
(7)将拔下线都插上,并与主板连接好。
通控制电,工作正常。
为进一步
验证工作状况,主电路上加220v电压,开机后工作也正常,线间电压为220v,对中线为130v(50hz情况下),工作正常。
(8)将工频停下,开启变频。
但变频一开机就出现短路保护。
后将负载断开,变频器空载运行,也出现短路保护。
这样分析,送控制电正常,加220v也正常,怀疑器件有耐压不够,停电后将原来烧变黑模块更换。
更换后送控制,送220v,工作都正常。
送主电1140v,开至50hz,工作正常。
(9)接上负载,带载运行。
但又出现问题,一开机又出现短路保护。
检测电机也正常,后来考虑是否是负母线上电流传感器也损坏了。
通控制电检测,静态时,电流传感器信号取样电阻两端有电压,为+3.0v,因静态下无电流,正常情况下应为0v,说明该传感器损坏,再更换一只新,开机后检测正常。
(10)最后送控制,送主电,工作正常,带负载,工作正常
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