西门子变频器原理深刻解析及电路分析
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PSU模块担负系统控制电源的馈入和变换，这种功能包括两个层面：一是将直流母线上 的电压通过DC/DC变换、转换成24V的直流控制电压或从外部端子（X9－1脚与2脚） 引入这一电压。第二步是将24VDC控制电压转换成其它量值的控制电压，如：+15V、 －15V、＋5V等控制电压作为其它模块的工作电源。 PSU上面有对进行各相进线电压信号与直流母线电压信号的进行采样和处理的电路。 PSU担负系统风机的控制输出，风机回路的熔断保护也在PSU板上。 PSU模块与IVI、PCC有信号交换的接口。 PSU模块有PSU1与PSU2两种,适用于不同的结构尺寸的系统,由于尺寸问题,二者不可
IVI模块的拆卸
D2104 6SE70系列变频器的维修
Siemens AG 2003. All rights reserved.
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2013-7-16 Repare_Chassis.9
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IGD模块的功能及结构特点
IGD模块是连接IGBT功率元件的栅极驱动电路板。由于IGBT元件的控制特点，IGD模块与IGBT功
率元件之间的连接必须在空间结构上尽可能地紧密，因此不同功率等级的变频器系统，由于它
们的IGBT安装布局差异较大，从而导致IGD模块的形状也有很大差异。 IGD模块的栅极驱动特性是与相对应型号的IGBT电特性直接有关的。所以，即便是相同结构尺 寸、相同功率，但是硬件版本形态不同的系统，它们的IGD模块也不一定能够互相替换。必须 在替换前严格核对IGD模块上的定货号与硬件版本号。 IGD模块负有双向信号的传递任务。它一方面将IGBT的栅极驱动信号传送到IGBT元件；另一方 面将IGBT元件上的Vce监控等信号交换到控制主板上去。
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K尺寸逆变器的结构示意
直流母线的熔断器
直流母线室
风机组件 PSU及滑 出机构 直流母线的 电容器组件
电子板箱
IGD及IGBT 在电容器组 件后面
IVI及ABO (电子板箱后部) 风机接线端
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PSU与VDU模块的功能及特点
•. 拆去光纤电缆或插头X295。
•. 拉出插头X290 和X291 •. 松开固定螺钉并抽出IGD 板。
• 在松开12 个M6 螺钉以后，拆下变流器
的汇流排模块。 • • 拉出插头X295 松开固定螺钉并抽出IGD 板。
注意在正的汇流排和负的汇流排之间的间距
最少是4 mm。为安装汇流排模块，你必须使 用一块模板，它是一块4 mm 厚的塑料板。
的意识。
不同电压等级，但是功率等级相同的ABO模块是不同的，定购与更换前一定要核准 定货号。
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缓冲电路SMU与SML模块
互换。
更换PSU: 拉出插头X18，X258 和X70; 松开侧板同大地连接的Torx 螺钉;
将PSU 推离它的连锁销并转动，从前面的输入母排下将其拉出来; 以相反次序装入
新的PSU。
VDU模块:进线电压为F、H、U、W的等级时，加在PSU模块前端的模块。
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第五部分: 6SE70装机装柜型(Chassis)变频/逆变器装置的维修
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并与之固定。 IVI将IGBT的驱动信号从主控制板传送到IGD模块，并将从IGD送来IGBT的Uce保护信
号接收并传送到CU板。
在E、F尺寸的装置，它们之间的连接是扁平电缆。 对G以上尺寸的装置，它们之间的连接是塑料光纤。
电流互感器信号的接收和传送，电流互感器的供电。
装置IGBT散热器上的各个NTC热敏电阻信号的接收、处理和传送。 在维修中，此模块的大部分信号，可以通过6SE70逆变器的测试盒检测。
逆变器的输出端与 电流互感器
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PSU与VDU模块的功能及特点
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PCC与PCU模块的功能与特点
PCC与PCU模块是变频器系统的特有的模块，逆变器系统无这两种部件。 PCC模块的主要功能是触发前端AC/DC环节中的可控硅整流桥的各元件。系统控制电 源与主回路电源接入后，操作了系统“ON”操作后，PCC模块会输出可控硅元件的触 发信号，并经过一段固定的延迟时间后将可控硅的导通角由最小推移到最大，完成 直流母线电容的预充电过程。 PCU模块主要是包含了变频器系统的AC/DC环节中的辅助二极管启动桥和它的阻容吸 收元件。 正常情况下PCC与PCU必须有正确的工作切换，而且必须在规定时间内完成，如可控 硅整流桥在预充电过程结束后，不能使二极管启动桥反偏截止。则在启动变频器运 行时，一般会烧毁二极管启动桥及预充电电阻。这可能意味着PCU模块的损坏。
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IVI模块的功能及维修要点
装机装柜型变频器/逆变器的部件之一，根据装置的结构形态不同，有数种规格。
IVI模块完成主控制板部分与系统本体部分的信号交换,它安装于电子箱、铁盒后面
在此模块上搭载ABO模块。
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E尺寸变频器的结构示意
Hale Waihona Puke Baidu
ABO模块的功能及维修要点
ABO模块插装于IVI模块上，插接形式类似于计算机的内存条，这个子模块的主要 功能是装有各种实际值传感器的取样电阻或负载电阻。系统功率规格不同或相应 的实际值传感器不同时，此模块就会不同。因此不可以随意调换，更换前必须仔
细核对定货号。
ABO的插装结构有时会在经过运输等过程后跳松，或者在安装其它部件时，无意中 将它碰松，这样在通电运行时，就会报故障（例如F011），因此，需要有检查它
IGD模块的上一级控制模块是IVI模块。它们之间的信号传送方式有两类：E、F尺寸结构采用扁
平电缆，而G以上尺寸采用的是光纤方式。 IGD与IVI上的光纤信号元件是有寿命期的，其中绝大多数的元件具有相当长的稳定期。但必须 注意仍有一定比率的这种元件会提前进入老化期，其直接的结果是导致相应光路上的信号发送 强度下降，这会导致IGBT栅极驱动信号不稳定，设备使用到一定期限时，需考虑这个问题。 IGD是逆变器部分的主要组成部件，因其紧靠IGBT，IGBT损坏时有时会将它也损坏。 D2104 6SE70系列变频器的维修
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电容器组及平衡电阻器的拆卸
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装机装柜型变频/逆变器的维修特点 装机装柜型变频/逆变器在6SE70系列的产品中最具有维修的典型性。主要是它的各 种部件的结构特征明显，一些在书本型系统中集中于PEU板上的功率部分结构，在装 机装柜型中凸显了它在系统中典型的结构形态，从维修角度来讲，通过对它的维修 可以对变频/逆变器的结构有清晰的了解。 此外，装机装柜型的变频/逆变器，由于组成部件较多，特别是功率元件规格涵盖了 较大的范围，在维修过程中，也最能集中地反映对维修中操作工艺的要求。因此， 如果掌握了装机装柜型变频器系统的维修技术与要求，其它机型就应不在话下了。 本部分将从各组成部件的特点入手，进而介绍系统的结构框图，再介绍几种典型尺 寸装置的结构特点及部件组成，来帮助大家掌握相关的维修技术。
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拆卸和安装汇流排模块(从规格G 起)
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SMU与SML缓冲电路相对而言结构简单，它是IGBT的吸收回路,每个桥臂的每个IGBT元
进线端及直流母线端 在盖板内
PCU PCC
PSU
直流母线的 电容器组件
电子板箱
IGD及IGBT 在电容器组 件后面 IVI及 ABO
风机组件 逆变器的输出端与 电流互感器 风机变压器
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IGD模块的拆卸 更换IGD 规格为E 和F • • • • IGD 板直接安装在IGBT 模块上。 取出电容器组 对于规格E，拆卸带IVI 板的电子箱 标志输出线U2/T1，V2/T2 和W2/T3 并拆 开。 （IGD：IGBT 触发板） 规格为G IGD 板直接装在IGBT 模块上。 •. 取出电容器组 •. 拆卸SML 和SMU 模块。 •. 拆卸变流器汇流排模块。
IVI模块的拆卸
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IGD模块的功能及结构特点
IGD模块是连接IGBT功率元件的栅极驱动电路板。由于IGBT元件的控制特点，IGD模块与IGBT功
率元件之间的连接必须在空间结构上尽可能地紧密，因此不同功率等级的变频器系统，由于它
们的IGBT安装布局差异较大，从而导致IGD模块的形状也有很大差异。 IGD模块的栅极驱动特性是与相对应型号的IGBT电特性直接有关的。所以，即便是相同结构尺 寸、相同功率，但是硬件版本形态不同的系统，它们的IGD模块也不一定能够互相替换。必须 在替换前严格核对IGD模块上的定货号与硬件版本号。 IGD模块负有双向信号的传递任务。它一方面将IGBT的栅极驱动信号传送到IGBT元件；另一方 面将IGBT元件上的Vce监控等信号交换到控制主板上去。
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K尺寸逆变器的结构示意
直流母线的熔断器
直流母线室
风机组件 PSU及滑 出机构 直流母线的 电容器组件
电子板箱
IGD及IGBT 在电容器组 件后面
IVI及ABO (电子板箱后部) 风机接线端
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PSU与VDU模块的功能及特点
•. 拆去光纤电缆或插头X295。
•. 拉出插头X290 和X291 •. 松开固定螺钉并抽出IGD 板。
• 在松开12 个M6 螺钉以后，拆下变流器
的汇流排模块。 • • 拉出插头X295 松开固定螺钉并抽出IGD 板。
注意在正的汇流排和负的汇流排之间的间距
最少是4 mm。为安装汇流排模块，你必须使 用一块模板，它是一块4 mm 厚的塑料板。
的意识。
不同电压等级，但是功率等级相同的ABO模块是不同的，定购与更换前一定要核准 定货号。
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缓冲电路SMU与SML模块
互换。
更换PSU: 拉出插头X18，X258 和X70; 松开侧板同大地连接的Torx 螺钉;
将PSU 推离它的连锁销并转动，从前面的输入母排下将其拉出来; 以相反次序装入
新的PSU。
VDU模块:进线电压为F、H、U、W的等级时，加在PSU模块前端的模块。
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第五部分: 6SE70装机装柜型(Chassis)变频/逆变器装置的维修
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并与之固定。 IVI将IGBT的驱动信号从主控制板传送到IGD模块，并将从IGD送来IGBT的Uce保护信
号接收并传送到CU板。
在E、F尺寸的装置，它们之间的连接是扁平电缆。 对G以上尺寸的装置，它们之间的连接是塑料光纤。
电流互感器信号的接收和传送，电流互感器的供电。
装置IGBT散热器上的各个NTC热敏电阻信号的接收、处理和传送。 在维修中，此模块的大部分信号，可以通过6SE70逆变器的测试盒检测。
逆变器的输出端与 电流互感器
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PSU与VDU模块的功能及特点
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PCC与PCU模块的功能与特点
PCC与PCU模块是变频器系统的特有的模块，逆变器系统无这两种部件。 PCC模块的主要功能是触发前端AC/DC环节中的可控硅整流桥的各元件。系统控制电 源与主回路电源接入后，操作了系统“ON”操作后，PCC模块会输出可控硅元件的触 发信号，并经过一段固定的延迟时间后将可控硅的导通角由最小推移到最大，完成 直流母线电容的预充电过程。 PCU模块主要是包含了变频器系统的AC/DC环节中的辅助二极管启动桥和它的阻容吸 收元件。 正常情况下PCC与PCU必须有正确的工作切换，而且必须在规定时间内完成，如可控 硅整流桥在预充电过程结束后，不能使二极管启动桥反偏截止。则在启动变频器运 行时，一般会烧毁二极管启动桥及预充电电阻。这可能意味着PCU模块的损坏。
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IVI模块的功能及维修要点
装机装柜型变频器/逆变器的部件之一，根据装置的结构形态不同，有数种规格。
IVI模块完成主控制板部分与系统本体部分的信号交换,它安装于电子箱、铁盒后面
在此模块上搭载ABO模块。
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E尺寸变频器的结构示意
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ABO模块的功能及维修要点
ABO模块插装于IVI模块上，插接形式类似于计算机的内存条，这个子模块的主要 功能是装有各种实际值传感器的取样电阻或负载电阻。系统功率规格不同或相应 的实际值传感器不同时，此模块就会不同。因此不可以随意调换，更换前必须仔
细核对定货号。
ABO的插装结构有时会在经过运输等过程后跳松，或者在安装其它部件时，无意中 将它碰松，这样在通电运行时，就会报故障（例如F011），因此，需要有检查它
IGD模块的上一级控制模块是IVI模块。它们之间的信号传送方式有两类：E、F尺寸结构采用扁
平电缆，而G以上尺寸采用的是光纤方式。 IGD与IVI上的光纤信号元件是有寿命期的，其中绝大多数的元件具有相当长的稳定期。但必须 注意仍有一定比率的这种元件会提前进入老化期，其直接的结果是导致相应光路上的信号发送 强度下降，这会导致IGBT栅极驱动信号不稳定，设备使用到一定期限时，需考虑这个问题。 IGD是逆变器部分的主要组成部件，因其紧靠IGBT，IGBT损坏时有时会将它也损坏。 D2104 6SE70系列变频器的维修
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电容器组及平衡电阻器的拆卸
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装机装柜型变频/逆变器的维修特点 装机装柜型变频/逆变器在6SE70系列的产品中最具有维修的典型性。主要是它的各 种部件的结构特征明显，一些在书本型系统中集中于PEU板上的功率部分结构，在装 机装柜型中凸显了它在系统中典型的结构形态，从维修角度来讲，通过对它的维修 可以对变频/逆变器的结构有清晰的了解。 此外，装机装柜型的变频/逆变器，由于组成部件较多，特别是功率元件规格涵盖了 较大的范围，在维修过程中，也最能集中地反映对维修中操作工艺的要求。因此， 如果掌握了装机装柜型变频器系统的维修技术与要求，其它机型就应不在话下了。 本部分将从各组成部件的特点入手，进而介绍系统的结构框图，再介绍几种典型尺 寸装置的结构特点及部件组成，来帮助大家掌握相关的维修技术。
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拆卸和安装汇流排模块(从规格G 起)
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SMU与SML缓冲电路相对而言结构简单，它是IGBT的吸收回路,每个桥臂的每个IGBT元
进线端及直流母线端 在盖板内
PCU PCC
PSU
直流母线的 电容器组件
电子板箱
IGD及IGBT 在电容器组 件后面 IVI及 ABO
风机组件 逆变器的输出端与 电流互感器 风机变压器
D2104 6SE70系列变频器的维修
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IGD模块的拆卸 更换IGD 规格为E 和F • • • • IGD 板直接安装在IGBT 模块上。 取出电容器组 对于规格E，拆卸带IVI 板的电子箱 标志输出线U2/T1，V2/T2 和W2/T3 并拆 开。 （IGD：IGBT 触发板） 规格为G IGD 板直接装在IGBT 模块上。 •. 取出电容器组 •. 拆卸SML 和SMU 模块。 •. 拆卸变流器汇流排模块。