铁科院25T客车逆变器电路分析故障处理及使用维护

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电压范围:DC80V~DC130V,相对峰-峰纹波因数≤15%; 4 、 输出电压
恒压恒频(CVCF)方式 三相交流电压有效值 380V 5、 逆变器输出三相负载允许有不大于20%的不平衡。 6、 逆变器采用VVVF启动控制方式,满载启动时间应不大于15s,启动过程中,风机和压缩机电机启动电流的 最大值应小于稳态电流的1.5倍。 7、 逆变器应有一定的承受输入电压突变的能力及输入过电压、输出负载过流、缺相、短路和半导体器件过热 等保护功能。 8、 逆变器工作时,噪声应不大于70dB(A)(1m处)。 9、 主要功率器件散热器的表面温升小于40K。 10、平均无故障小时应大于50000h。
BT 故
2、按1操作未恢复正常, 能自动恢复一般是由于
判断是IGBT故障
干扰或软故障引起

用 开 IGBT 接 线 , 单 独
量 每 个 IGBT 电 阻 , 然
后对6个IGBT电阻进行
比较,其中有差别较大
的 IGBT 即 为 此 IGBT 出
现故障,对其进行更换
3、如2正常,判断是驱动 更换驱动板 板故障
入 输入电压
欠 2、不欠压是电压传感 更换电压传感
压 器故障
器,
3、不欠压,电压传感 紧固接线或处
器接线松动或漏电
理漏电
4、确实欠压,是电网 等待电网电压
电压欠压
正常
代 含义 故障原因 码
处理方法
03 输 1、用万用表测量实际输出
出 电压
ຫໍສະໝຸດ Baidu
过 2、不过压是电压传感器故 更 换 电 压 传 感
压障
器,
该逆变器箱体采用耐候钢结构,箱体为全密封结构, 并装有防飞石装置。功率电缆出线采用万可接线端子, 控制线也采用万可接线端子。控制装置位于箱体中间 腔体前部,逆变器模块位于箱体中间腔体后部,控制 箱的后面,正弦滤波器、EMC滤波器、变压器及输出 接触器位于箱体两侧腔体。
25T型软卧客车逆变器箱外形及安装尺寸如图1所示。
压 器故障
器,
3、不过压,电压传感 紧固接线或处
器接线松动或漏电
理漏电
4 、 确 实 过 压 , 断 能自动恢复是
DC600V , 断 Q39 重 新 由 于 干 扰 或 软
给电一次
故障
5、确实过压,按4操作 更 换 驱 动 板 或
未恢复正常
CPU主板
代 含义 码
故障原因
处理方法
05 输 1、负载有短路或漏电 出 过
三、三相桥式逆变电路
该 电 路 由 六 个 大 功 率 IGBT 组 成一个三相桥式逆变电路,此 电路是逆变器的心脏,另有三 个 电 容 对 IGBT 进 行 保 护 。 IGBT 作 为 开 关 元 件 , 具 有 开 关频率高、驱动简单、损耗低 的 特 点 。 直 流 600V 经 此 电 路 逆 变 为 三 相 三 线 的 380V 正 弦 交流电。
出 风机卡死、冷凝器脏堵、器过载
过 压缩机卡死等 )
载 2、电压传感器或电流 更换电压传感
传感器故障
器或电流传感
器故障
3、电压传感器或电流 紧固接线 传感器接线松
4、负载确实过大
减载运行
代 含义 码
故障原因
处理方法
IG 07
1、断DC600V空气开关,断Q39,能自动恢复一般是由于
重新给电一次
干扰或软故障引起
25T客车逆变器
电路分析故障处理及使用维护
摘要
25T客车采用的是机车集中供电,分散变流 的供电方式,每辆车都配备了2×35KW+10KW 的逆变器。
本文主要对铁科院生产的逆变器的电路原理, 工作原理进行了深入剖析;重点对出现的故障进 行分析,并提出处理故障和解决问题的办法;对 日常使用与维护进行了说明;特别对运行中出现 的电气系统故障提出了相应的应急处置预案。
D
部 故
环节 过流
有否短路
元器件或输

出部分电器
2、如1项正常,检查 更换电流传 电流传感器是否正常 感器
代 含义 码
故障原因
处理方法
0D
内 部
IGBT
1 、 检 查 IGBT 特 性 如损坏,更换 参数或损坏
故 开关
障 元器
件 过 2、如1项正常,检 如损坏,更换驱 流 保 查IGBT驱动器是否 动板
六、放电电路
该电路由放电电阻R16和接触 器 FKM13 组 成 , 当 工 作 完 毕 断 开DC600V电源后,LV12检测到 的信号传给CPU,经处理后传出 信 号 使 FKM13 闭 合 , 中 间 电 路 的电容余电经R16放电。 注:更换故障部件前,应先关 断 DC600V 主 电 源 , 再 关 DC110V控制电源的原因就是为 了 使 FKM13 闭 合 放 电 , 以 保 证 人身安全。
送超温信号给 CPU,停止逆 变器的工作。
4、温度确实过高(由 自然冷却,待低于 于环境温度太高未超 85℃后过一段时间 过 温 升 40℃--45℃ , 再重新启动
却达到85℃)
代 含义 码
故障原因
处理方法
0 内 中 1、检查快速熔断器FU11是否正常 更换熔断器
D部间
故 障
环 节 无
2、如1正常,检查主接触器KM11 和短路接触器KM12是否损坏
触 一次 器
逆变器原理方框图说明
逆变器将客车控制柜接入的DC600V电源,通过充电电阻到中间支撑电 路再到六只IGBT功率开关器件上。同时接入DC110V电源供给控制回路, 经电源模块变压给控制电路CPU和IGBT驱动板提供电源。驱动板向IGBT 发送开通/截止脉冲信号,使IGBT在逆变控制电路控制下,按设定程序正确 导通与关断。与此同时电压检测电路(各电压传感器),电流检测电路( 各电流传感器)把检测到各部分工作状态与控制电路中CPU系统预先设定 的工作状态比较之后,决定是否发送正常运行或停机保护命令。同时依据 输入电压变化按程序动态调节输出电压,使逆变器输出恒压恒频弦脉宽调 制电压,经滤波电感与电容构成的LC滤波电路变换为正弦波(380V 50HZ )供给空调机组使用。而隔离变压器通过星形三角形电路转换,把逆变器 提供的三相380V电压变成三相四线制380V电压并输出三组AC220V交流电 供负载使用。
逆变器故障分析与处理
代 含义 故障原因 码
处理方法
00 正 常
01 输 1、用万用表测量实际
入 输入电压
过 2、不过压是电压传感 更换电压传感
压 器故障
器,
3、不过压,电压传感 紧固接线或处
器接线松动或漏电
理漏电
4、确实过压,是电网 等待电网电压
电压过压
正常
代含 码义
故障原因
处理方法
02 输 1、用万用表测量实际
LA14 LT109
LA15 LT109
LA16 LT109
LA24 LT109
LA25 LT109
LA26 LT109

逆变器电路原理图
逆变器电路工作原理分析
一、输入电路
输入电路原理:该电路由电压传感器 LV11、输入电感L1及直流接触器KM11常 开触头组成。LV11将检测到的输入电压传 送给控制电路的CPU主板, 当输入电压值 介于DC500--DC660V时, CPU经比较处 理后传出信号通过固态继电器将KM11吸 合,完成电源输入,并对其进行L形滤波.当 电压低于500V或高于660V时,KM11保持 断开,同时CPU将输入过压或欠压信号送给 控制柜,具有过压欠压保护功能。
七、隔离变压器
输出的三相三线制AC380V经此隔离变压器 通过星形三角形电路转换变为三相带中线(三 相四线制)及三组AC220V输出使其波形更加 平滑,供伴热、通风机,插座等负载使用。
八、联络开关KM4
当一台逆变器故障另一 台 正 常 时 。 CPU 收 到 故 障信号经处理再通过 PLC发出 减载信 号使空 调半载运行,然后将 KM14闭合。这样就由一 台逆变器向两路负载供 电,确保客车用电设备 的正常工作。
正常 护
代 含义 码
0D 内 过
部热 故保
护 障
故障原因
处理方法
1、检查IGBT开关元 元件参数不对或 器件特性参数,元件 损坏,更换 是否损坏
2、如1项正常,检 更换温度开关 查温度传感器是否正 常(详见09散热器超 温)
3、确实高温
自然冷却,减少 负载运行等
代码 含义
故障原因
处理方法
OE 接 1 、 断 DC600V 、 断 Q39 重 新 给 电 重 新 给 电 如 能
3、不过压,电压传感器接 紧 固 接 线 或 处
线松动或漏电
理漏电
4、确实过压,断DC600V,能 自 动 恢 复 是
断Q39重新给电一次
由于干扰或软
故障引起
5、确实过压,按4操作未 更换驱动板或
恢复正常
CPU主板
代 含义 故障原因 码
处理方法
04 输 1、用万用表测量实际 出 输出电压
过 2、不过压是电压传感 更换电压传感

DC6

00V


中间
支撑

电路



LV
LV
LAA

交流

相 逆桥 变式 电逆
滤 波 电

变 电

输 出








LA
LV
LV
CPU主板
驱动板
联络 开关
注:红色为CPU输入信号 蓝色为CPU输出信号 棕色为驱动板输出信号
下部网关
PLC网关
逆变Ⅱ电路
逆变器原理方框图
综合柜信 息显示屏
欧 AV
二、缓冲与中间支撑电路
该电路由充电电阻R11、接触器KM12、熔 断器FU11,电压传感器LV12,电流传感器 LA11 , 及 四 个 均 衡 电 阻 R12—R15 , 四 个 电容C11—C14,及另两个电容C15、16组 成。其中R11和电容C11—C14组成RC电路, 初始阶段为了避免对电容直接充电,电源 经R11限流给电容充电,当电容充电达到 DC450V 时 , LV12 将 检 测 到 的 信 号 传 给 CPU主板处理后再经驱动单元将KM12吸合, 此 时 R11 被 短 路 , 电 流 不 经 R11 而 直 接 经 KM12送入后面的环节,实现了对电路的缓 冲。此电路经电容滤波后得到较为平滑的 直流电压,保证电源品质。
关键词
25T客车 逆变器 故障处理 使用维护
铁科院 电路分析 应急预案
逆变器系统概述
25T型客车逆变器是专为25T新型DC600V 供电客车空调电源研制开发的,采用DC-AC变 换技术。逆变器设两台互为独立的热备逆变器 单元,逆变器容量:2×35kVA逆变器+10kVA 隔离变压器。当某一台逆变器发生故障造成停 止输出时,另一台逆变器可通过转换向两路负 载供电,以确保客车用电设备的正常工作。
代 含义 码
故障原因
处理方法
09 散热器超温: 1、散热器损坏散热不 修理散热器 散热器上装有 良
一个温度开关,
平时常开,当 2、散热器上积污或被 去污,去遮盖物 温度超过温升 异物遮盖
40℃--45℃
(外温+40℃- 3、温度开关未到闭合 更换温度开关 -45℃)或超 温度时闭合,判断是
过85℃时闭合, 温度开关故障
甩开各负载摇表测量 各负载对地绝缘,查 找短路故障和漏电故 障

2、如1正常,判断是逆变 处理输出端子短
器输出端子有短路或漏电 路,漏电故障
3、如1、2均正常,判断是 更换,紧固 电流传感器故障或电流传 感器接线松
代 含义 故障原因 码
处理方法
06 输 1、用电器有过载(如 查 找 处 理 用 电
箱体接地螺柱
散热器吊杆安装座
散热器
散热器吊杆
散热器
散热器下托
门锁
门板
(英制管螺纹)
门板
主要技术参数和性能指标
1、额定容量: 逆变器:2×35kVA(按负载功率因数<0.8考虑) 隔离变压器:10kVA
2、 逆变器效率不小于90% (额定输出负载) 3 、额定输入电压:DC600V
电压范围:DC500V~DC660V,相对峰-峰纹波因数≤15%,瞬态过电压720V,允许持续不小于2s,1200V 允许持续不小于200μs。 控制回路: 额定电压:DC110V
更换
电 3、如1、2项正常,检查充电电阻 更换充电电
R11是否正常(测量电阻值)

4、如1、2、3项正常,检查中间环 更换电压传
节电压传感器LV12是否正常
感器
5、如1、2、3、4项正常,检查中 更换支撑电
间支撑电容C11—C14是否正常

代 含义 码
故障原因
处理方法
0 内 中间 1、检查逆变器输出是 更换逆变器
四、交流滤波电路
该电路由三个电感与组合电容 构成 LC 滤波器,对逆变电路 输出的斩波脉冲进行滤波,使 其波形更接近正弦波, 当输出 的电压正常时 LV13 和 LA12、 LA13 将 检 测 到 的 信 号 传 给 CPU 处理后传出信号使 KM13 闭合,进入输出电路。
五、输出电路
该电路由输出接触器KM13、三个有效值电 流传感器及滤波器EMI1组成,经此电路对高次 谐波进行滤波,使输出的正弦波波形更加平滑 供用电器使用。
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