电工优优今天要和大家分享的如何诊断和处理变频器逆变功率模块故障?相关信息,接下来我将从医生错误诊断如何处理这几个方面来介绍。
逆变电路与整流电路相反,是将直流电压变换为所要频率的交流电压,以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W得到相位互差1200电度角的三相交流电压。逆变电路通常指的就是IGBT逆变模块,IGBT模块损坏也是变频器常见的故障。 中、小型变频器一般用三组IGBT(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多组IGBT并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGBT的损坏也可引起变频器的OC保护功能动作。 逆变电路测试(以六相模块为例):将负载侧U、V、W相的导线拆除,使用二极管测试挡,红表笔接P(集电极C1),黑表笔依次测U、V、W,万用表显示的数值应为最大;将表笔反过来,黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N(发射极E2),黑表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右;黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为最大。各相之间的正反向特性应相同,若出现差别说明IGBT模块性能变差。 用万用表的红、黑两表笔分别测试功率开关管的栅极G与发射极E之间的正反向特性,再次所测得数值都为最大,此时可判定IGBT模块栅极正常。如果有数值显示,则栅极性能变差。当正反向测试结果为零时,说明所检测的一相门极已经被击穿短路。栅极损坏时电路板保护门极的稳压管也将击穿损坏。逆变功率模块损坏的原因如下:
(1) 器件本身的质量不好。
(2) 外部负载有严重过流、不平衡、电动机某相绕组对地短路、有一相绕组内部短路、负载机械卡住、相间击穿、输出电路有短路或对地短路。
(3) 负载上接电容或因布线不当对地电容太大,使功率开关管有冲击电流。
(4) 电网电压太高或有较强的瞬间过电压,造成过压损坏。
(5) 功率开关管的过压吸收电路有损坏,造成不能有效吸收过压而使IGB损坏。
(6) 滤波电容因日久老化,容量减少或内部电感变大,对母线的过压吸收能力下降,造成母线上过电压太高而损坏IGBT。
(7) 变频器内部某组电源,特别是IGBT驱动极+、-电源损坏、改变了输出值、或两组电源间绝缘被击穿。IGBT功率器件的前级光电隔离器件因击穿导致功率器件击穿,或因印刷板在隔离器件部位因尘埃、潮湿造成打火击穿导致IGBT损坏。
(8) 不适当的操作或产品设计软件中有缺陷,在干扰和开机、关机等不稳定情况下引起上下两功率开关元件瞬间同时导通。
(9) 雷击、水入侵,异物进入,检查人员误碰等意外。
(10)前级整流模块损坏,由主电源前级进入了交流电,造成IGBT损坏。
(11)修理更换功率模块,因没有静电防护措施,在焊接操作时损坏了IGBT。或因修理中散热、紧固、绝缘等处理不好,导致短时使用就损坏。并联使用IGBT,在更换时型号、批号不一致,导致各并联元件电流不均而损坏。
(12)变频器内部保护电路(过压、过流保护)的某元件损坏,失去保护功能。
只有查到功率开关管损坏的根本原因,并首先消除再次损坏的可能,才能更换逆变模块。否则,换上去的新模块回再损坏。IGBT同绝缘栅场效应管一样要避免静电损坏,在装配焊接中防止损坏的根本措施是,把要被修理的变频器、IGBT模块、电烙铁、人、操作工作台垫板等全部用导线连接起来,使得在同一电位下,进行操作,全部连接的公共点应接地。特别是电烙铁头不能带有高电位,示波器电源要有隔离良好的变压器隔离。IGBT模块在未使用前要保持控制极G与发射极E接通,不得随意去掉该器件出厂前的防静电保护G、E连通措施。
功率模块与散热器之间涂导热硅脂,保持厚度0.1 ~ 0.25mm,接触面80%以上,紧固力矩按紧固螺钉大小施加,以确保模块散热良好.再装配时要处理好原装配上的各类技术措施,不得简化、省略。例如,输入的双绞线,各电极连接的电阻阻值,绝缘件、吸收板或吸收电容都要维持原样,要对做了修焊的驱动印刷板进行清洁并防止爬电的涂漆处理,保证绝缘可靠,不要少装和装错零部件。并联模块要求型号、编号一致,在编号无法一致时,要确保被并联的全部模块性能相同。
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