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變頻器輔助控制電路故障分析

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

  變頻器驅(qū)動電路、保護信號檢測及處理電路、脈沖發(fā)生及信號處理電路等控制電路稱為輔助電路。輔助電路發(fā)生故障后,其故障原因較為復(fù)雜,除固化程序丟失或集成塊損壞(這類故障處理方法一般只能采用控制板整塊更換或集成塊更換)外,其他故障較易判斷和處理。

  (1)驅(qū)動電路故障 驅(qū)動電路用于驅(qū)動逆變器IGTR,也易發(fā)生故障。一般有明顯的損壞痕跡,諸如器件(電容、電阻、三極管及印刷板等)爆裂、變色、斷線等異,F(xiàn)象,但不會出現(xiàn)驅(qū)動電路全部損壞情況。處理方法一般是按照原理圖,每組驅(qū)動電路逐級逆向檢查、測量、替代、比較等方法;或與另一塊正品(新的)驅(qū)動板對照檢查、逐級尋找故障點。處理故障步驟:首先對整塊電路板清灰除污。如發(fā)現(xiàn)印刷電路斷線,則補線處理;查出損壞器件即更換;根據(jù)筆者實踐經(jīng)驗分析,對懷疑的元器件,進行測量、對比、替代等方法判斷,有的器件需要離線測定。驅(qū)動電路修復(fù)后,還要應(yīng)用示波器觀察各組驅(qū)動電路信號的輸出波形,如果三相脈沖大小、相位不相等,則驅(qū)動電路仍然有異常處(更換的元器件參數(shù)不匹配,也會引起這類現(xiàn)象),應(yīng)重復(fù)檢查、處理。大功率晶體管工作的驅(qū)動電路的損壞也是導(dǎo)致過流保護功能動作的原因之一。驅(qū)動電路損壞表現(xiàn)出來最常見的現(xiàn)象是缺相,或三相輸出電壓不相等,三相電流不平衡等特征。

  (2)開關(guān)電源損壞 開關(guān)電源損壞的一個比較明顯的特征就是變頻器通電后無顯示。如:富士G5S變頻器采用了兩級開關(guān)電源,其原理是主直流回路的直流電壓由500V以上降為300V左右,然后再經(jīng)過一級開關(guān)降壓,電源輸出5V,24V等多路電源。開關(guān)電源的損壞常見的有開關(guān)管擊穿,脈沖變壓器燒壞,以及次級輸出整流二極管損壞,濾波電容使用時間過長,導(dǎo)致電容特性變化(容量降低或漏電電流較大),穩(wěn)壓能力下降,也容易引起開關(guān)電源的損壞。富士G9S則使用了一片開關(guān)電源專用的波形發(fā)生芯片,由于受到主回路高電壓的竄入,經(jīng)常會導(dǎo)致此芯片的損壞,由于此芯片市場很少能買到,引起的損壞較難修復(fù)。 另外,變頻器通電后無顯示,也是較常見的故障現(xiàn)象之一,引起這類故障原因,多數(shù)也是由于開關(guān)電源的損壞所致。如MF系列變頻器的開關(guān)電源采用的是較常見的反激式開關(guān)電源控制方式,開關(guān)電源的輸出級電路發(fā)生短路也會引起開關(guān)電源損壞,從而導(dǎo)致變頻器無顯示。

  (3)反饋、檢測電路故障 在使用變頻器過程中,經(jīng)常會碰到變頻器無輸出現(xiàn)象。驅(qū)動電路損壞、逆變模塊損壞都有可能引起變頻器無輸出,此外輸出反饋電路出現(xiàn)故障也能引起此類故障現(xiàn)象。有時在實際中遇到變頻器有輸出頻率,沒有輸出電壓(實際輸出電壓非常小,可認為無輸出),這時則應(yīng)考慮一下是否是反饋電路出現(xiàn)了故障所致。在反饋電路中用于降壓的反饋電阻是較容易出現(xiàn)故障的元件之一;檢測電路的損壞也是導(dǎo)致變頻器顯示OC(pA或pd或pn)保護功能動作的原因,檢測電流的霍爾傳感器由于受溫度,濕度等環(huán)境因素的影響,工作點容易發(fā)生飄移,導(dǎo)致OC報警。 總之,變頻器常見故障有過流、過壓、欠壓以及過熱保護,并有相應(yīng)的故障代碼,不同的機型有不同的代碼,其代碼含義可查閱隨機使用說明書,參考處理措施進行解決。過流經(jīng)常是由于GTR(或IGBT)功率模塊的損壞而導(dǎo)致的,在更換功率模塊的同時,應(yīng)先檢查驅(qū)動電路的工作狀態(tài),以免由于驅(qū)動電路的損壞,導(dǎo)致GTR(或IGBT)功率模塊的重復(fù)損壞;欠壓故障發(fā)生的主要原因是快速熔斷器或整流模塊的損壞,以及電壓檢測電路的損壞,電壓檢測采樣信號是從主直流回路直接取樣,經(jīng)高阻值電阻降壓,并通過光耦隔離后送到CPU處理,由高低電平判斷是欠壓還是過壓;過熱停機,多數(shù)原因是由冷卻風(fēng)扇散熱不足引起的。如我廠鋁電解車間環(huán)境惡劣,高粉塵、高溫(夏季廠房上部氣溫高達56℃)、高氧化鋁粉塵、氟化氫腐蝕氣體使多功能天車上變頻器內(nèi)電路板易積塵、風(fēng)扇粘死、電子器件老化迅速、GTR或IGBT模塊過熱燒壞,故經(jīng)常出現(xiàn)過熱保護,特別是在夏季,這種現(xiàn)象更加頻繁,而且模塊燒壞率很高,即使進口機型(如SIEMENS、senken、fuji等)情況也是如此。為解決這個問題,我們通過加大天車上使用變頻器容量,才初步降低了變頻器的故障率和報廢率,但效果并不理想。

  (4 )降低變頻器故障和延長使用壽命的措施 根據(jù)實驗證明,變頻器的使用環(huán)境溫度每升高10℃,則其使用壽命減少一半。為此在日常使用中,應(yīng)根據(jù)變頻器的實際使用環(huán)境狀況和負載特點,制定出合理的檢修周期和制度,在每個使用周期后,將變頻器整體解體、檢查、測量等全面維護一次,使故障隱患在初期被發(fā)現(xiàn)和處理。


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