变频器主电路维修

（二）IGBT测量 在逆变电路中，具体器件就是IGBT和二极管，首先介绍 IGBT的工作原理和好坏判断。 二极管具有单向导电性，好的IGBT怎么测量都不通。
独立测量：将独立的IGBT（管子没有接到电路中），用万 用表的×10kΩ挡，黑表笔接C极，红表笔接E极，用手指短 路C、G极，表针摆动，管子是好的。
（2）缺相，变频器一个桥臂的开关管损坏。哪一 相缺相，对应的那一路上下桥臂开关管损坏。
（3）如输出电压不平衡，去掉电动机，仍不平衡， 变频器不平衡相的桥臂开关管性能不良或有一只 开关管已经损坏。
4.测量6只逆变开关管的好坏 将变频器输出频率调到3Hz左右，万用表打到×500V直流 挡，分别测量：P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之间 的直流电压。 管子正常时，测出的电压应为1/2UPN，如果哪路电压偏高， 则那路IGBT开路或开关不良。
三、逆变电路的维修
（一） 维修目的
1. 维修原因：变频器输出出现了缺相、过流、电动机异常报 警跳闸，变频器不能正常工作等。
2. 故障原因：电动机有问题，造成过流；变频器逆变电路有 问题，造成缺相、输出电压不平衡等。
3. 故障初步确认：首先进行U、V、W电压测量，根 据测量数据，进行正确判断。
（1）变频器输出三相电压平衡，变频器没问题。
4. 测量下桥臂 红表笔接UVW接线桩，黑表笔接N点接线桩。表针 摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到 0Ω，管子短路（该现象很少见，因短路电流很 大，管子必然烧断） 5. 结果分析 上、下桥臂只要 续流管开路，开 关管也坏；续流 管不坏，开关管 有的也坏。
（五） 解决回馈电能的其他方法 公用直流母线 在多台变频器并联应用时，公用直流母线是消耗回馈电能的 好方法。正常工作的条件是： 电路中消耗电能的变频器任何时刻消耗掉的电能必须比此时 释放电能的变频器释放的电能大，否则直流母线会过压跳闸。
解决方法： 错开变频器的制动时间，防止回馈能量集中。为了 防止特殊情况下过压跳闸，在母线上安装制动电 阻，该电阻是应急电阻，容量可选的小一些。
变频器主电路的维修
主电路是包括电源输入端子 R S T、输出端子U V W和制动、 直流电抗器端子的内电路。 其作用为：将输入端三相交流 电变成直流电，再逆变成交流 电的功率处理电路。 该电路在应用中，是故障率较 高的部分电路。
一、主电路工作原理 （一）主电路结构 1.标准变频器主电路
2.个别变频器主电路
（三） 制动电路
图中RB电阻和VTB是制动选件（外购），当电动机产生回 馈
电能，使UPN电压达到700V以上， VTB受控导通（由单片 机
控制），电动机产生的回馈电流流过制动电阻，将机械能转
换成的电能通过RB电阻消耗，电动机得到制动力矩而停止。
（四）逆变电路 VT1~VT6六只IGBT开关管相当于6只开关，闭合导通，打开 截止。 开关规律：上下两只开关管为一相，当该相电流流出时，上 桥臂管子导通，流进时，下桥臂管子导通，两管绝对不能同 时导通，同时导通会造成管子损坏。
二、整流电路的维修
（一）维修目的
1. 维修原因：变频器出现了缺相、欠电压报警跳闸，变频器 不能正常工作。
2. 故障原因：外电压缺相、整流管缺相、电容滤波不良、限 流电阻RL损坏、继电器SL接触不良（损坏）等。
3. 维修方法：首先进行R、S、T电压、直流母线电压测量， 用以鉴别问题是出在外电路还是变频器。
用表的测晶体管挡。 2. 用指针万用表测量 （1） 确定整流管的好坏
注意：指针万用表电阻挡的红表笔接内部电池的“—”极； 黑表笔接内部电池的“＋”极，在测量有极性器件时要注意。
①黑表笔接R、S、T，红表笔接P， 测量上桥臂。表针摆动 到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到0Ω，管子短 路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）。 由此可确定出VD1~VD3哪个管子损坏。
“BSM10GD120DN2” IGBT功率模块管脚图
对应模块测量 IGBT好坏
（四）测量直流电阻确定其他器件的损坏
1. 测量表具：指针万用表的×100或×10Ω挡，数 字万用表的测二极管专用挡。
2. 测量方法：测量输出端子U、V、W到直流母线端 子P、N 之间的直流电阻。可确定VD7~VD12续 流二极管的好坏。
（三）变频器欠压、缺相案例分析 案例1：一台三肯160kW变频器，在工作中，偶尔报欠压停 机。 案例现象：该变频器为恒压供水系统，在一年前就有时报欠 压跳闸，复位后能正常工作。最近一段时间，跳闸比较频 繁，每个星期就跳几次，影响到正常工作。 案例检查：首先测量三相交流电压，均为385V，正常；再 测量直流母线上电压，为510V，正常。 该厂共有两台同型号的三肯160kW变频器，将两台变频器启 动，输出频率调整为40Hz，再测量两台变频器的直流母线 电压，均为505V。
在测量整流管时，如果有一臂的三只整流管导通电阻明显增 大，则限流电阻坏（限流电阻的正常值在500Ω以下，变频 器的功率越大，阻值越小）。
（3）确定继电器的好坏 继电器的工作原理是线圈通电，触点吸合。如果线圈的驱动 电源损坏，会造成触点不闭合。 判断方法： ①开机时能否听到继电器闭合的声音；如果听不到闭合的声 音，可能继电器驱动电源坏。 ②变频器报欠压，起机时频率上升到1～3Hz时就不再上 升，电动机没有输出电流，用电压表测量直流母线电压很低 （十几伏～几十伏）。可判断为继电器不吸合。
（二）整Байду номын сангаас滤波电路 1.整流
线电压380V电压等级的变频器，整流后直流电压平均值为513V，最 大值为 2380V540。 V 每个周期有6个小波峰，还需要整流加以滤 除。
2. 滤波
1）滤波电容
C1、C2；均压电阻：R1、R2
滤波作用：将整流后的直流电滤平。通过滤波电容，可以使 直流电的平
均值上升。最高可以达到波峰值。变频器空载时电压可达 540V。
（二）具体损坏器件的外线测量 当我们在测量外电路的电压过程中，如果认为变频 器的内部有的器件损坏，可利用测量外线电阻的方 法进行确认，在整流电路中，具体器件就是整流 桥、滤波电容、制动组件（有时没有）、限流电阻 和继电器。用测量直流电阻的方法可有效的确定上 述器件的质量问题。 1. 测量表具：指针万用表的×100或×10Ω挡，数字万
4. 测量顺序：先测量RST三相电压（测接线桩），如正常 （三相都为380V，不缺相、不欠压），再测量直流母线 电压（测接线桩），分负载测量和空载测量。
5. 问题初步判断： （1）如直流母线电压空载在500~540V，负载时在500V左 右，整流滤波电路都没问题，问题出在检测电路（误报）。 （2）如空载正常，负载时电压明显下降（低于450V），当 频率上升到一定值，变频器又跳闸，整流二极管坏。 （3）如空载电压正常，负载电动机不转，电压下降到十几 伏，继电器不吸合。 （4）直流母线无电压，限流电阻断。
②红表笔接R、S、T，黑表笔接N， 测量下桥臂。表针摆动 到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到0Ω，管子短路 （该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断） 由此可确定出VD4~VD6哪个管子损坏。
（2）测量限流电阻的好坏 当继电器SL损坏，较长时间不能闭合，会造成直流 母线电压低，变频器报欠压；限流电阻损坏；制动 电阻的制动选件短路损坏，造成启动时制动电阻并 联在直流母线上，将限流电阻烧坏;限流电阻根据变 频器型号不同，有的安装在上母线，有的安装在下 母线。
3.充电限流电阻：RL 作用：限制接通瞬间的充电电流，保护整流二极管。当电容 上充电电压上升到一定值后，继电器SL闭合，电路进入正 常工作状态。
4.直流母线 直流母线就是整流后得到的正负电压的两条电源线，正电的 一端叫正母线，负电的一端叫负母线。该母线有相应的外接 端子，连接制动电路，在故障测量时有着重要的作用。
故障判断：由于两台变频器型号相同、功率相同、 外加电压和母线电压相同，均都在正常范围，一台 变频器工作始终正常，而另一台变频器近期频繁的 报欠压故障，判断为变频器的内部检测电路出了问 题，发出误报信号。 变频器必须做解体维修。
案例2 变频器起动后跳“LU” 案例现象：一台富士FRN11G11S变频器在频率上升到15Hz 以上时，“LU”欠电压保护动作。 案例分析：变频器欠压故障是在使用中经常碰到的问题，主 要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列 低于350V)或变频器自身原因。变频器自身的主要原因有： 整流模块某一路损坏、滤波电容容量不足；其次是主回路继 电器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上而导致欠 压；再有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。 故障判断：经停机后检测，发现是一只整流管损坏，更换后 正常。
3.测量上桥臂 在电路中，IGBT短路的可能性很小，因为一旦短路，强大 的电流会很快将其烧断。所以IGBT在电路中损坏是以开路 居多。因为IGBT开路对测量6个续流二极管没有影响，所以 可以用测量整流管的方法测量6个续流二极管。 测量上桥臂： 黑笔接UVW接线桩， 红笔接P点接线桩， 表针摆动到刻度 的3/5，正常， 不摆动，断路。