变频器主电路维修
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(1)变频器无法送电,上电即跳闸。
变频器的电源进线之前,一般接有空气断路器,作为电源开关。
空气断路器具有严重过载(短路)跳闸保护功能,上电跳闸,说明负载(变频器)有短路故障。
变频器主电路的三相整流电路(往往由整流模块构成)中任一只或多只二极管击穿短路,都会造成相间短路故障,引发前级电源开关器件跳闸的保护动作。
如果故障变频器,已送至维修部,不要对故障变频器贸然上电,以免扩大故障,先测量变频器主端子之间的电阻值,确定故障电路(及元件)并排除短路故障后,再为主电路上电。
(2)变频器上电无反应(或无指示),如同没有接通电源一样。
三相整流电路内部有3只以上整流二极管断路故障(此故障概率极低)。
限流充电电阻开路,使开关电源电路失去供电电源,或开关电源电路本身故障,使整机控制电路工作电源丢失。
故障表现为操作面板的相关指示灯不亮,操作显示面板(由数码管显示屏或液晶屏及按键、指示灯等组成)无显示,变频器控制端子的24V、10V辅助电源电压为零。
第一步,要区分是充电电阻开路还是开关电源电路无输出(停振)故障,可用测量直流回路有无DC550V电压和充电接触器主触点两端电阻值的方法来确定。
停电状态下,测量充电接触器主触点两端的电阻值,一般应为几欧姆至几十欧姆,若呈现千欧姆以上电阻值,说明充电电阻已经断路,由此使整机控制电路失去工作电源;若测量限流电阻的电阻值正常(或上电后测量DC550V电压正常),说明上电无反应故障,系由开关电源电路故障所引起。
第二步,确定是限流电阻的故障后,并非是一换了之。
充电电阻的损坏往往与充电接触器的主触点状态相关联:如果是因充电接触器未产生吸合动作或主触点有接触不良故障,则导致变频器运行电流通过充电电阻,投入起动信号后,有可能会在发生跳欠电压故障以前,限流电阻即已烧毁。
所以,换用限流电阻以后,在空载状态下,要继续检查和确认充电接触器KMO的工作状态是正常的以后,才能放心交付用户。
限流电阻损坏后,要选用优质元件,如果一时不能购到原型号器件,则可用小功率电阻,用多只串、并联方法,满足原电阻的功率和电阻值( 120W50Ω)要求,替代原限流电阻。
参考资料:/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/5bb088a39e046e154a36 d63e.html变频器维修之主回路充电控制电路主电路为电压型、交直交能量转换方式的变频器,因整流与逆变电路之间有大容量电容的储能回路,因电容两端电压不能突变的特性,在上电初始阶段,电容器件形同“短路”,将形成极大的浪涌充电电流,会对整流模块很大的电流冲击而损坏,也会使变频器供电端连接的空气断路器因过流而跳闸。
常规处理方式,是在整流和电容储能回路之间串入充电了限流电阻和充电接触器(继电器),对电容充电过程的控制是这样的:变频器上电,先由充电电阻对电容进行限流充电,抑制了最大充电电流,随着充电过程的延伸,电容上逐渐建立起充电电压,其电压幅值达到530V的80%左右时,出现两种方式的控制过程,一为变频器的开关电源电路起振,由开关电源的24V输出直接驱动充电继电器,或由此继电器,接通充电接触器的线圈供电回路,充电接触器(继电器)闭合,当充电限流电阻短接,变频器进入待机工作状态。
电容器上建立一定电压后,其充电电流幅度大为降低,充电接触器的闭合/切换电流并不是太大,此后储能电容回路与逆变电路的供电,由闭合的接触器触点供给,充电电阻被接触器常开触点所短接。
二是随着电容上充电电压的建立,开关电源起振工作,C P U检测到由直流回路电压检检测电路送来电压幅度信号,判断储能电容的充电过程已经完毕,输出一个充电接触器动作指令,充电接触器得电闭合,电容上电充电过程结束。
变频器常见主电路形式及充电接触器控制电路如下图:图二:充电接触器的控制电路部分变频器及大功率变频器,整流电路常采用三相半控桥的电路方式,即三相整流桥的下三臂为整流二极管,而上三臂采用三只单向可控硅,用可控硅这种“无触点开关”,代替了充电接触器。
节省了安装空间,提高了电路的可靠性。
电路形式如下图所示:虽然省掉了充电接触器,但工作原理还是一样的,只不过控制电路有所差异。
变频器的维修和故障处理1、测量变频器主电路时应该注意那些问题?答:测量主电路应该注意的问题如下:(1)测量绝缘时首先应该将接至电源和电动机的连接线断开,然后将所有的输入端和输出端都接连起来,再用兆欧表测量绝缘电阻。
(2)测电流:变频器的输入和输出电流都含有各种高次谐波成分,应选用电磁式仪表,因为电磁式仪表所指示的电流是有效值。
(3)测电压:变频器输入侧的电压是网络的正弦波电压,可用任意类型的仪表测量:输出侧的电压是方波脉冲序列,也含有许多高次谐波成分。
由于电动机的转矩主要和电压的基波有关,因此采用整流式仪表为宜。
(4)测波形:用示波器测主电路电压和电流波形时,必须使用高压探头。
如果使用低压探头,需用互感器或其他隔离器进行隔离。
2、测量变频器的控制电路时应该注意那些问题?答:测量控制电路时应该注意的问题如下:(1)仪表选型:由于控制电路的信号比较微弱,各部分电路的输入阻抗较高,因此必须选用高频(100kHz以上)仪表进行测量,例如使用数字式仪表等。
用普通仪表测量时,读出的数据将偏低。
(2)示波器的选型:测量波形时,可以使用10MHz的示波器。
如欲测量电路的过渡过程,则应该使用200MHz以上的示波器。
(3)公共端的位置:控制电路有许多公共端(地端),理论上说,这些公共端都是等电位的。
但为了使测量结果更加准确,应该选用与被测点最为接近的公共端。
3、如何诊断和处理变频器整流模块故障?答:整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源,整流电路一般都是单独的一块整流模块,但也有整流电路与逆变电路二者合一的模块,如富士7MBI系列。
变频器整流模块的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流模块均以二极管整流为主,目前部分整流模块采用晶闸管的的整流方式(调压调频型变频器)。
中、大功率普通变频器的整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出电能的整流,易过热,也易击穿,且损坏后一般会出现变频器不能送电,熔断器熔断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。
变频器维修之制动电路原理和维修技巧变频器维修之制动电路原理和维修技巧一、为什么要采用制动电路?因惯性或某种原因,导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时,此时电机由“电动”状态进入“动电”状态,使电动机暂时变成了发电机。
一些特殊机械,如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等,风机等,当电动机减速、制动或者下放负载重物时,因机械系统的位能和势能作用,会使电动机的实际转速有可能超过变频器的给定转速,电机转子绕组中的感生电流的相位超前于感生电压,并由互感作用,使定子绕组中出现感生电流——容性电流,而变频器逆变回路I G B T两端并联的二极管和直流回路的储能电容器,恰恰提供了这一容性电流的通路。
电动机因有了容性励磁电流,进而产生励磁磁动势,电动机自励发电,向供电电源回馈能量。
这是一个电动机将机械势能转变为电能回馈回电网的过程。
此再生能量由变频器的逆变电路所并联的二极管整流,馈入变频器的直流回路,使直流回路的电压由530V 左右上升到六、七百伏,甚至更高。
尤其在大惯性负载需减速停车的过程中,更是频繁发生。
这种急剧上升的电压,有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块,造成较大的电压和电流冲击甚至损坏。
因而制动单元与制动电阻(又称刹车单元和刹车电阻)常成为变频器的必备件或首选辅助件。
在小功率变频器中,制动单元往往集成于功率模块内,制动电阻也安装于机体内。
但较大功率的变频器,直接从直流回路引出P、N端子,由用户则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻。
一例维修实例:一台东元7300P A 75k W变频器,因I G B T模块炸裂送修。
检查U、V相模块俱已损坏,驱动电路受强电冲击也有损坏元件。
将模块和驱动电路修复后,带7.5k W电机试机,运行正常。
即交付用户安装使用了。
运行约一个月时间,用户又因模块炸裂。
检查又为两相模块损坏。
这下不敢大意了,询问用户又说不大清楚。
到用户生产现场,算是弄明白了损坏的原因。
原来变频器的负载为负机,因工艺要求,运行三分钟,又需在30秒内停机。
变频器主回路结构图及故障经验2011-04-27 18:54:59| 分类:默认分类阅读6 评论0 字号:大中小订阅本文引用自fx1s《变频器主回路结构图及故障经验》下面先来说说变频器硬件故障如何判断技术人员凭借数字式万用表根据上图可简单判断主回路器件是否损坏。
(主要是整流桥,IGBT,IPM)为了人身安全,必须确保机器断电,并拆除输入电源线R 、S、T和输出线U、V、W后放可操作!首先把万用表打到“二级管”档,然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测:1、黑色表笔接触直流母线的负极P(+),红色表笔依次接触R、S、T,记录万用表上的显示值;然后再把红色表笔接触N(-),黑色表笔依次接触R、S、T,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题,反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏,现象:无显示。
2、红色表笔接触直流母线的负极P(+),黑色表笔依次接触U、V、W,记录万用表上的显示值;然后再把黑色表笔接触N(-),红色表笔依次接触U、V、W,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器IGBT逆变模块无问题,反之相应位置的IGBT逆变模块损坏,现象:无输出或报故障。
故障经验一。
变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障,赶到现场后我静态测试机器无问题,主线路、控制线路也完好。
我用万用表量零线和地线是通的,问电工才知道他们工厂的零地是共用的。
一般变频器接地时,如果该工厂零线与地线是共用的话,最好另处取地线,把地线取下后故障解除。
故障分析:因为该厂的零线与地线是共用的,变频器接地线也等于接了零线,零线一般会传播干扰信号。
而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况:1。
变频器三相输出侧有短路现象;2。
逆变模块损坏;3。
外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除,就只有第三种外部干扰信号,干扰信号是从地线进入的,所以把地线拆除,就切断了干扰源。
变频器维修常见故障及维修方法在变频器修理时我们需要依据变频器的故障来推断,一般发生的故障和损坏的特征一般可分为:一种是在运行中频繁消失的自动停机现象,并伴随着肯定的故障显示代码,其处理措施可依据随机说明书上供应的指导方法,进行处理和解决。
这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满意变频器使用要求所产生的一种爱护动作现象。
另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严峻时,会消失打火、爆炸等特别现象)。
这类故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损坏件,依据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观看触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加载运行,达到解决故障的目的。
1. 修理变频器整流块损坏变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主,目前部分整流块采纳晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。
中、大功率一般变频器整流模块一般为三相全波整流,担当着变频器全部输出电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会消失变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。
在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上匀称地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。
假如没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流块替代,其固定螺丝孔,必需重新钻孔、攻丝,再安装、接线。
2. 变频器充电电阻易损坏修理导致变频器充电电阻损坏缘由一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。
其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。
也可依据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种机型的阻值大小确定)推断。
开关电源的检修思路和检修方法开关电源简化电路图变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型,电路中的关键要素都包含在内了。
而任何复杂的开关电源,剔除枝蔓后,也会剩下上图这样的主干。
其实在检修中,要具备对复杂电路的化简的能力,要在看似杂乱无章的电路伸展中,拈出这几条主要的脉络。
要向解牛的庖丁学习,训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路,只有各部分脉络和脉络的走向振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路;R1提供了启动电流;自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。
这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。
当然,PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路:N3、D3、C4等的+5V电源,R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然,PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3,也是稳压回路的一部分。
3、保护回路:PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路;N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路;实质上稳压回路的电压反馈信号稳压信号,也可看作是一路电压保护信号。
但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身,保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路:N3、N4次级绕组及后续电路,均为负载回路。
负载回路的异常,会牵涉到保护回路和稳压回路,使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路,芯片损坏,三个回路都会一齐罢工。
对三个或四个回路的检修,是在芯片本身正常的前提下进行的。
另外,要像下象棋一样,用全局观念和系统思路来进行故障判断,透过现象看本质。
如停振故障,也许并非由振荡回路元件损坏所引起,有可能是稳压回路故障或负载回路异常,导致了芯片内部保护电路起控,而停止了PWM脉冲的输出。
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。
变频器维修工作原理要想做好变频器维修,了解变频器基础知识当然是相当重要的,但是对于变频器维修,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解主回路电路,主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。
下图是它的结构图。
图1.1变频器基本电路图分析目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
图1.21)整流电路如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2)滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。
另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。
因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3)逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。