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變頻器逆變模塊損壞的起因及處理方法

时间:2017-08-26     作者:長沙文鋮電氣設(shè)備【原创】   阅读

  變頻器逆變模塊損壞多半是由于驅(qū)動電路損壞致使1個(gè)橋臂上的2個(gè)開關(guān)器件同一時(shí)間導(dǎo)通所造成的。變頻器逆變功率模塊損壞是不管在矢量變頻器還是節(jié)能變頻器等其他變頻設(shè)備上常見到的故障,解決這種問題只有查到損壞的根本原因,并首先消除再次損壞的可能,才能更換逆變模塊,否則換上去的新模塊會再損壞。

  一、判斷

  逆變功率模塊主要有IGBT、IPM等,檢查外觀是否已炸開,端子與相連印制板是否有燒蝕痕跡。用萬用表查C-E、G-C、G-E是否已通,或用萬用表測P對U、V、W和N對U、V、W電阻是否有不一致,以及各驅(qū)動功率器件控制極對U、V、W、P、N的電阻是否有不一致,以此判斷是哪一功率器件損壞。

  二、損壞原因查找

 、 器件本身質(zhì)量不好。

 、 外部負(fù)載有嚴(yán)重過電流、不平衡,電動機(jī)某相繞阻對地短路,有一相繞阻內(nèi)部短路,負(fù)載機(jī)械卡住,相間擊穿,輸出電線有短路或?qū)Φ囟搪贰?/p>

  ⑶ 負(fù)載上接了電容,或因布線不當(dāng)對地電容太大,使功率管有沖擊電流。

 、 用戶電網(wǎng)電壓太高,或有較強(qiáng)的瞬間過電壓,造成過電壓損壞。

  ⑸ 機(jī)內(nèi)功率開關(guān)管的過電壓吸收電路有損壞,造成不能有效吸收過電壓而使IGBT損壞,如下圖所示。

 、 濾波電容因日久老化,容量減少或內(nèi)部電感變大,對母線的過壓吸收能力下降,造成母線上過電壓太高而損壞IGBT。正常運(yùn)行時(shí)母線上的過電壓是逆變開關(guān)器件脈沖關(guān)斷時(shí),母線回路的電感儲能轉(zhuǎn)變而來的。

 、 IGBT或IPM功率器件的前級光電隔離器件因擊穿導(dǎo)致功率器件也擊穿,或因在印制板隔離器件部位有塵埃、潮濕造成打火擊穿,導(dǎo)致IGBT、IPM損壞。

 、 不適當(dāng)?shù)牟僮,或產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件中有缺陷,在干擾和開機(jī)、關(guān)機(jī)等不穩(wěn)定情況下引起上下兩功率開關(guān)器件瞬間同時(shí)導(dǎo)通。

  ⑼ 雷擊、房屋漏水入侵,異物進(jìn)入、檢查人員誤碰等意外。

 、 經(jīng)維修更換了濾波電容器,因該電容質(zhì)量不好,或接到電容的線比原來長了,使電感量增加,造成母線過電壓幅度明顯升高。

 、 前級整流橋損壞,由于主電源前級進(jìn)入了交流電,造成IGBT、IPM損壞。

 、 修理更換功率模塊,因沒有靜電防護(hù)措施,在焊接操作時(shí)損壞了IGBT;蛞蛐蘩碇猩、緊固、絕緣等處理不好,導(dǎo)致短時(shí)使用而損壞。

 、 并聯(lián)使用IGBT,在更換時(shí)沒有考慮型號、批號的一致性,導(dǎo)致各并聯(lián)元件電流不均而損壞。

 、 變頻器內(nèi)部保護(hù)電路(過電壓、過電流保護(hù))的某元件損壞,失去保護(hù)功能。

 、 變頻器內(nèi)部某組電源,特別是IGBT驅(qū)動級+、-電源損壞,改變了輸出值或兩組電源間絕緣被擊穿。

  三、更換

  只有查到損壞的根本原因,并首先消除再次損壞的可能,才能更換逆變模塊,否則換上去的新模塊會再損壞。

  ⑴ IGBT同絕緣柵場效應(yīng)管一樣要避免靜電損壞。在裝配焊接中防止損壞的根本措施是,把要修理的機(jī)器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺墊板等全部用導(dǎo)線連接起來,使得在同一電場電位下進(jìn)行操作,全部連接的公共點(diǎn)如能接地就更好。特別是電烙鐵頭上不能帶有市電高電位,示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發(fā)射極E接通,不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護(hù)G-E連通措施。

  ⑵ 功率模塊與散熱器之間涂導(dǎo)熱硅脂,保證涂層厚度0.1耀0.25mm,接觸面80%以上,緊固力矩按緊固螺釘大小施加(M4 13kg?cm,M5 17kg?cm,M6 22kg?cm),以確保模塊散熱良好。

 、 機(jī)器拆開時(shí),要對被拆件、線頭、零件做好筆記。再裝配時(shí)處理好原裝配上的各類技術(shù)措施,不得簡化、省略。例如,輸入的雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣件、吸收板或吸收電容都要維持原樣;要對作了修焊的驅(qū)動印制板進(jìn)行清潔和防止爬電的涂漆處理,以及保證絕緣可靠,更不要少裝和錯(cuò)裝零部件。

 、 并聯(lián)模塊要求型號、編號一致,在編號無法一致時(shí),要確保被并聯(lián)的全部模塊性能相同。

  ⑸ 對因炸機(jī)造成銅件的缺損,要把毛刺修圓砂光,避免因過電壓發(fā)生尖端放電而再次損壞。

  四、更換模塊后的通電

  經(jīng)常會更換模塊后,一通電又燒毀了。為防止此類事故,一般在變頻器的直流主回路里串入一電阻,電阻阻值為1耀2k贅,功率50W以上,由于電阻的限流作用,即使故障開機(jī)也不會損壞模塊。空載時(shí)流過電阻的電流小,壓降也小,可做空載檢查! ∫话阒灰蛰d運(yùn)行正常,去掉電阻大都會正常。


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