变频器维修思路与步骤.docx

1、变频器维修思路与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MM4

2、30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

3、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，中间抽头及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

4、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

5、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

6、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，R18R21，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

7、可以举一反三，迎刃而解。台安N23。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CON419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

8、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

9、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 （ HCPL3120 ）Technical Data 2.0 A Minimum Peak Output Current 15 kV/ms Minimum Common Mode Rejection （CMR） at VCM = 1500 V 0。5 V Maximum Low Level Output Vo

10、ltage (VOL) Eliminates Need for Negative Gate Drive ICC = 5 mA Maximum Supply Current Under Voltage LockOut Protection （UVLO) with Hysteresis Wide Operating VCC Range： 15 to 30 Volts 500 ns Maximum Switching Speeds Industrial Temperature Range: -40C to 100C Safety Approval UL Recognized - 2500 V rms

11、 for 1 minute per UL1577 CSA Approval VDE 0884 Approved with VIORM = 630 V peak (Option 060 only） Industrial Inverters Switch Mode Power Supplies (SMPS）DescriptionThe HCPL-3120 consists of a GaAsP LED optically coupled to an integrated circuit with a poweroutput stage。 This optocoupler is ideally su

12、ited for driving power IGBTs and MOSFETs used inmotor control inverter applications。 The high operating voltage range of the output stage provides the drive voltages required by gate controlled devices。 The voltage and current supplied by this optocoupler makes it ideallysuited for directly driving

13、IGBTs with ratings up to 1200 V/100 A。 For IGBTs with higher ratings， the HCPL3120 can be used to drive a discrete power stage which drives the IGBT gate。Functional DiagramApplications Isolated IGBT/MOSFET Gate Drive AC and Brushless DC Motor Drives我们再来介绍A316J(HCPL-316J)Technical Data Drive IGBTs up

14、 to IC = 150 A, VCE = 1200 V Optically Isolated， FAULT Status Feedback SO-16 Package CMOS/TTL Compatible 500 ns Max。 Switching Speeds “Soft” IGBT Turnoff Integrated Fail-Safe IGBT Protection Desat （VCE） Detection Under Voltage Lock-OutProtection （UVLO） with Hysterisis User Configurable: Inverting, N

15、oninverting， Auto-Reset， AutoShutdown Wide Operating VCC Range: 15 to 30 Volts -40C to +100C Operating Temperature Range 15 kV/s Min. Common Mode Rejection (CMR） at VCM = 1500 V Regulatory Approvals: UL, CSA， IEC/EN/DIN EN 60747- 52 (891 Vpeak Working Voltage）Fault Protected IGBT Gate DriveTypical D

16、esaturation Protected Gate Drive Circuit， NonInvertingRecommended Application Circuit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 Output Voltage Directly Compatible with A/D Converters （0 V to VREF） Fast (3 ms) Short Circuit Detection with Transient Fault Rejection Absolute Value Signal Output for Overload

17、 Detection 1 mV/C Offset Change vs。 Temperature SO16 Package 25 kV/ms Isolation Transient Immunity Regulatory Approvals (Pending)： UL, CSA， VDE 0884 （891 Vpeak Working Voltage）Low Cost Three Phase Current Sensing with Short Circuit and Overload DetectionHewlett-Packards Isolation Amplifier with Shor

18、t Circuit and Overload Detection makes motor phase current sensing compact, affordable and easy-toimplement while satisfying worldwide safety and regulatory requirements.DescriptionThe HCPL-788J isolation amplifier is designed for current sensing in electronic motor drives. In a typical implementati

19、on， motor currents flow through an external resistor and the resulting analog voltage drop is sensed by the HCPL788J. A larger analog output voltage is created on theother side of the HCPL-788Js optical isolation barrier. The output voltage is proportionalto the motor current and can be connected di

20、rectly to a singlesupply A/D converter。 A digitaloverrange output (FAULT） and an analog rectified output (ABSVAL) are also provided. Thewire ORable overrange output (FAULT) is useful for quick detection of short circuit conditions on any of the motor phases。 The wireORable rectified output （ABSVAL），

21、 simplifiesmeasurement of motor load since it performs polyphase rectification. Since the commonmode voltage swings several hundred volts in tens of nanoseconds in modern electronic motor drives， the HCPL788J was designed to ignore very high commonmode transient slew rates (10 kV/ms).Figure 1。 Curre

22、nt Sensing Circuit.引脚功能说明：内部框图Applications InformationProduction DescriptionThe internal block diagram of the HCPL788J。The analog input （VIN) is convertedto a digital signal using a sigmadelta （D） analog to digital (A/D） converter. This A/D samples the input 6 million times per second and generates

23、a high speed 1-bit output representing the input very accurately. This 1 bit data stream is transmitted via a light emitting diode （LED） over the optical barrier after encoding. The detector converts the opticalsignal back to a bit stream。 This bit stream is decoded and drives a 1 bit digital to ana

24、log (D/A） converter. Finally a low pass filter and output buffer drive the output signal (VOUT) which linearly represents the analog input。 The output signal fullscale range is determined by the external reference voltage (VREF）. By sharing this reference voltage(which can be the supply voltage)， th

25、e full-scale range of the HCPL788J can precisely match the fullscale range of an external A/D converter.In addition， the HCPL788J compares the analog input （VIN） to both the negative and positive full-scale values. If the input exceeds the full-scale range， the short-circuit fault output (FAULT） is

26、activated quickly。 This feature operates independently of the -D A/D converter in order to provide the highspeed response (typically 3 ms) needed to protect power transistors。 The FAULT output is wire OR-able so that a short circuit on any one motor phase can be detected using only one signal. One o

27、ther output is provided the rectified output （ABSVAL）。 This output is also wire ORable. The motor phase having the highest instantaneous rectified output pulls the common output high。 When three sinusoidal motor phases are combined， the rectified output (ABSVAL) is essentially a DC signal representi

28、ng the rms motor current. This single DC signal and a threshold comparator can indicate motor overload conditions before damage to the motor or drive occur。Figure 22 shows the ABSVAL output when 3 HCPL-788Js are used to monitor a sinusoidal 60 Hz current。 Figures 23 and 24 show the ABSVAL output whe

29、n only 2 or 1 of the 3 phases are monitored， respectively. The HCPL-788Js other main function is to provide galvanic isolation between the analog input and the analog output. An internal voltage reference determines the full-scale analog input range of the modulator （approximately 256 mV）； an input range of 200 mV is recommended to achieve optimal performance.