变频器维修的思路及步骤.docx
- 文档编号:5070837
- 上传时间:2022-12-13
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:1.90MB
变频器维修的思路及步骤.docx
《变频器维修的思路及步骤.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变频器维修的思路及步骤.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
变频器维修的思路及步骤
变频器维修的思路及步骤
若您想维修变频器,那就首先知晓变频器的工作原理。
普通低压变频器通常都是交流-直流-交流,其工作原理:
整流模块将交流变为直流,平滑回路将直流平滑,控制电路根据生产工艺的要求控制逆变器,将直流逆变成频率可调的交流,实现电机调速。
变频器常见的故障有:
模块被烧毁;变频器没有显示;变频器运行中报各种故障代码而停止工作。
我们就模块烧毁来介绍处理这类故障的思路
我们须画出主回电路图来(我们将交流-直流-交流称作变频器的主回路,如图一),IGBT模块烧毁往往是因为模块被错误触发,而导致直流母线经模块短路,烧毁IGBT逆变模块,进而烧毁保险以及整流模块,如象西门子MM430系列变频器没有配置保险,IGBT模块烧毁,在我们所维修的机器中,整流模块无一幸免都被烧毁。
我们不能发现模块烧毁就简单更换模块通电试机,这往往又会烧毁模块,我们必须找出烧毁的根源所在。
接下来,我们可能就需要绘制此变频器的开关电源、IGBT驱动电路的电子线路图。
开关电源为整机提供若干组彼此隔离的直流电源,因其品牌、型号的不同,大致如下:
1.控制电脑用:
+5V、+15V、-15V电源
2.面板用直流电源
3.端子用:
+24V、10V或5V电源
4.风扇用24V或12V电源
5.4路或6路彼此隔离的驱动直流电源
我们弄清楚整机电路各自的工作电源后,接下来就绘制IGBT驱动电路的电子线路图,有了图纸,我们就很容易找出故障的根源。
图一
下面我们提供一份某变频器的驱动电路U相电路图(见图二),V、W相电路相同。
从图二可以看出,驱动电路的上下臂工作电源由两组彼此隔离的电源组成,其中开关变压器的一个绕组、D12、C41、C42、C43、C44、稳压二极管D13一起构成上臂驱动电路的工作电源,光耦PC1-A3120的8脚和5脚之间电压为+20VDC,以上臂的IGBT的E极(即U相)为参考点,8脚和E之间的电压为+15V,5脚和E之间电压为-5V。
下臂的变压器绕组有3个抽头,中间抽头与N相联,和D18、D19、C53、C55一起构成下臂驱动电路的工作电源,以N为参考点,PC6的8、5脚电压为+15V和-5V。
当发现某相的IGBT模块被烧毁,绝大部分原因为其驱动电路故障所致,以图二的电路为例来分析,正常静态(即变频器处于停止状态)情况下,IGBT的GE间的电压大约为-6V左右,IGBT被牢牢封锁,处于截止状态。
1.若上臂光耦A3120内部驱动对管的上管击穿,上臂IGBT的GE间的电压就为15V左右,IGBT处于导通状态,若下臂的IGBT被正常触发,加在上下IGBT模块的直流母线P1对N通过上下模块短路,而致使模块烧毁。
2.若上下臂光耦都损坏,就会造成通电瞬间模块炸裂。
根据上面的分析,我们不难找出模块烧毁的根源。
我们手里有一份正确的图纸,再借助先进的仪器,很快就能修复模块烧毁这类故障。
若想做到芯片级维修,必须具备深厚的模拟、数字电路理论基础,熟悉计算机电路,能根据电路板画出正确的线路图,这是必备的基础。
还要具备将复杂问题简单化的能力,换言之,我们的视角、方向,就是思路要正确,否则,我们只会将问题复杂化,甚至造成所修设备的二次、三次故障。
图二
真正理解驱动电路就必须知晓IGBT模块的工作原理,以及理解某型号模块的性能、参数。
我们可以在网上下载富士、三菱、优派克、西门康等品牌的IGBT、IPM、PIM模块的用户手册,认真阅读、理解,这对形形色色的驱动电路的正确理解非常关键。
我们就变频器无显示来介绍处理开关电源故障的思路
下面介绍变频器开关电源的一些故障现象和处理方法,如图三
图三
我们先来了解变频器开关电源常用PWM芯片3844的工作原理,这对理解图三的电路尤为关键,下面是3844的内部框图和引脚功能说明,见图四、图五。
图四
图五
图三这类变频器开关电源的常见故障为:
开关管Q1,R5-R8,R18-R21,ZD4以及3844等烧毁,变频器没有显示。
笔者每次遇见这类故障,都要整理这台变频器整机电源和驱动电路图,在工作台上模拟成功,再组装整机试车。
关于开关电源的工作原理,初学者可以到书店买一本相关书籍阅读。
下面再提供几幅3844的资料和由3844组成的电路图,希望初学者能对开关电源的学习、理解有所帮助,通过3844学习,多么复杂的变频器开关电源故障,我们都可以举一反三,迎刃而解。
台安N2-3.7KW变频器OC3故障分析
OC3故障保护的电路如下图。
1.若变频器的负载电流异常,驱动光耦PC923的8脚输出低电平,触发光耦PC5(见此变频器功率板电路),经CON4-19脚,给电脑芯片IC3的97脚送入故障信号,变频器报OC3故障。
2.三个HY12电流传感器的输出分别经CON4的16、17、18脚三个比较器IC12、IC15、IC15,和IC10的TL431提供的基准值进行比较,当变频器输出电流异常时,将故障信号送入电脑芯片IC3的97脚,变频器报OC3故障。
施耐德ATV38、ATV58变频器的SCF故障分析
施耐德ATV38、ATV58变频器的SCF故障分析:
在排除负载故障的前提下,分通电就报故障和运行过程中报故障两类。
(我以ATV58-22KW以上功率为例来分析吧。
)
前者,说明电流检测通道出现故障。
霍尔电流传感器通过一个运算电路,提供一个电流极限阀值信号,它和IPM模块的故障信号,制动模块的过电流信号等,通过一个“或逻辑”电路,针对过电流、短路、对地等状况,以硬件的方式为计算机部分提供判断依据。
这部分电路出现故障,通常会出现在变频器上电就报SCF故障。
后者,问题就相对复杂些,可能是电流传感器性能不良、IPM模块故障,以及处理电流检测信号的1NTC001108电路部分出现故障,或者是设置、软件等问题,这就要根据变频器的实际情况来判断。
某30公斤洗衣机控制器电子线路图,系本人2003年维修时所绘制。
基于A3120和A316组成逆变驱动电路
我们经常在不同品牌的变频器、伺服器里见到由A3120和A316组成的逆变驱动电路。
下面是本人根据某品牌变频器的IGBT驱动电路实物画出的电子线路图,以供兴趣者参考。
我们先来认识光耦:
A3120(HCPL-3120)
TechnicalData
•2.0AMinimumPeakOutputCurrent
•15kV/msMinimumCommonModeRejection(CMR)atVCM=1500V
•0.5VMaximumLowLevelOutputVoltage(VOL)EliminatesNeedforNegativeGateDrive
•ICC=5mAMaximumSupplyCurrent
•UnderVoltageLock-OutProtection(UVLO)withHysteresis
•WideOperatingVCCRange:
15to30Volts
•500nsMaximumSwitchingSpeeds
•IndustrialTemperatureRange:
-40°Cto100°C
•SafetyApprovalULRecognized-2500Vrmsfor1minuteperUL1577CSAApprovalVDE0884ApprovedwithVIORM=630Vpeak(Option060only)
•IndustrialInverters
•SwitchModePowerSupplies(SMPS)
Description
TheHCPL-3120consistsofaGaAsPLEDopticallycoupledtoanintegratedcircuitwithapower
outputstage.ThisoptocouplerisideallysuitedfordrivingpowerIGBTsandMOSFETsusedin
motorcontrolinverterapplications.Thehighoperatingvoltagerangeoftheoutputstageprovidesthedrivevoltagesrequiredbygatecontrolleddevices.ThevoltageandcurrentsuppliedbythisoptocouplermakesitideallysuitedfordirectlydrivingIGBTswithratingsupto1200V/100A.ForIGBTswithhigherratings,theHCPL-3120canbeusedtodriveadiscretepowerstagewhichdrivestheIGBTgate.
FunctionalDiagram
Applications
•IsolatedIGBT/MOSFETGateDrive
•ACandBrushlessDCMotorDrives
我们再来介绍A316J(HCPL-316J)
TechnicalData
•DriveIGBTsuptoIC=150A,VCE=1200V
•OpticallyIsolated,FAULTStatusFeedback
•SO-16Package
•CMOS/TTLCompatible
•500nsMax.SwitchingSpeeds
•“Soft”IGBTTurn-off
•IntegratedFail-SafeIGBTProtection
–Desat(VCE)Detection
–UnderVoltageLock-Out
Protection(UVLO)withHysterisis
•UserConfigurable:
Inverting,Non-inverting,Auto-Reset,Auto-Shutdown
•WideOperatingVCCRange:
15to30Volts
•-40°Cto+100°COperatingTemperatureRange
•15kV/μsMin.CommonModeRejection(CMR)atVCM=1500V
•RegulatoryApprovals:
UL,CSA,IEC/EN/DINEN60747-5-2(891VpeakWorkingVoltage)
FaultProtectedIGBTGateDrive
TypicalDesaturationProtectedGateDriveCircuit,Non-Inverting
RecommendedApplicationCircuit
基于A788的变频器短路电流及过载检测隔离放大器
功能介绍:
Features
•OutputVoltageDirectlyCompatiblewithA/DConverters(0VtoVREF)
•Fast(3ms)ShortCircuitDetectionwithTransientFaultRejection
•AbsoluteValueSignalOutputforOverloadDetection
•1mV/°COffsetChangevs.Temperature
•SO-16Package
•25kV/msIsolationTransientImmunity
•RegulatoryApprovals(Pending):
UL,CSA,VDE0884(891VpeakWorkingVoltage)
▲LowCostThreePhaseCurrentSensingwithShortCircuitandOverloadDetection
Hewlett-Packard’sIsolationAmplifierwithShortCircuitandOverloadDetectionmakesmotorphasecurrentsensingcompact,affordableandeasy-to-implementwhilesatisfyingworldwidesafetyandregulatoryrequirements.
▲Description
TheHCPL-788Jisolationamplifierisdesignedforcurrentsensinginelectronicmotordrives.Inatypicalimplementation,motorcurrentsflowthroughanexternalresistorandtheresultinganalogvoltagedropissensedbytheHCPL-788J.Alargeranalogoutputvoltageiscreatedonthe
othersideoftheHCPL-788J’sopticalisolationbarrier.Theoutputvoltageisproportional
tothemotorcurrentandcanbeconnecteddirectlytoasinglesupplyA/Dconverter.Adigital
over-rangeoutput(FAULT)andananalogrectifiedoutput(ABSVAL)arealsoprovided.The
wireOR-ableover-rangeoutput(FAULT)isusefulforquickdetectionofshortcircuitconditionsonanyofthemotorphases.Thewire-OR-ablerectifiedoutput(ABSVAL),simplifies
measurementofmotorloadsinceitperformspolyphaserectification.Sincethecommon-modevoltageswingsseveralhundredvoltsintensofnanosecondsinmodernelectronicmotordrives,theHCPL-788Jwasdesignedtoignoreveryhighcommon-modetransientslewrates(10kV/ms).
Figure1.CurrentSensingCircuit.
引脚功能说明:
内部框图
▲ApplicationsInformation
ProductionDescription
TheinternalblockdiagramoftheHCPL-788J.Theanaloginput(VIN)isconverted
toadigitalsignalusingasigma-delta(å-D)analogtodigital(A/D)converter.ThisA/Dsamplestheinput6milliontimespersecondandgeneratesahighspeed1-bitoutputrepresentingtheinputveryaccurately.This1bitdatastreamistransmittedviaalightemittingdiode(LED)overtheopticalbarrierafterencoding.Thedetectorconvertstheoptical
signalbacktoabitstream.Thisbitstreamisdecodedanddrivesa1bitdigitaltoanalog(D/A)converter.Finallyalowpassfilterandoutputbufferdrivetheoutputsignal(VOUT)whichlinearlyrepresentstheanaloginput.Theoutputsignalfull-scalerangeisdeterminedbytheexternalreferencevoltage(VREF).Bysharingthisreferencevoltage
(whichcanbethesupplyvoltage),thefull-scalerangeoftheHCPL-788Jcanpreciselymatchthefull-scalerangeofanexternalA/Dconverter.Inaddition,theHCPL-788Jcomparestheanaloginput(VIN)toboththenegativeandpositivefull-scalevalues.Iftheinputexceedsthefull-scalerange,theshort-circuitfaultoutput(FAULT)isactivatedquickly.Thisfeatureoperatesindependentlyoftheå-DA/Dconverterinordertoprovidethehighspeedresponse(typically3ms)neededtoprotectpowertransistors.TheFAULToutputiswireOR-ablesothatashortcircuitonanyonemotorphasecanbedetectedusingonlyonesignal.Oneotheroutputisprovided—therectifiedoutput(ABSVAL).ThisoutputisalsowireOR-able.Themotorphasehavingthehighestinstantaneousrectifiedoutputpullsthecommonoutputhigh.Whenthreesinusoidalmotorphasesarecombined,therectifiedoutput(ABSVAL)isessentiallyaDCsignalrepresentingthermsmotorcurrent.ThissingleDCsignalandathresholdcomparatorcanindicatemotoroverloadconditionsbeforedamagetothemotorordriveoccur.Figure22showstheABSVALoutputwhen3HCPL-788Jsareusedtomonitorasinusoidal60Hzcurrent.Figures23and24showtheABSVALoutputwhenonly2or1ofthe3phasesaremonitored,respectively.TheHCPL-788J’sothermainfunction
istoprovidegalvanicisolationbetweentheanaloginputandtheanalogoutput.Aninternalvoltagereferencedeterminesthefull-scaleanaloginputrangeofthemodulator(approximately±256mV);aninputrangeof±200mVisrecommendedtoachieveoptimalperformance.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变频器 维修 思路 步骤
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)