維修變頻器時,逆變電源模塊損壞多是由于驅動電路損壞導致1個橋臂上的2個開關器件同時導通造成的。變頻器逆變模塊故障不管是在矢量變頻器還是節能變頻器等變頻設備上都是常見的故障,要解決這個問題只有找到損壞的根本原因,首先要杜絕再次損壞的可能性,才能更換變頻器模塊,或者換上新的模塊才能防止再次損壞。

 

一、判斷


  逆變器電源模塊主要有IGBT、IPM等,檢查外觀是否已炸裂,端子與連接的印制板是否有燒蝕痕跡。用萬用表檢查C-E、G-C、G-E是否導通,或用萬用表測量P上的U、V、W和N上的U、V、W電阻是否一致,以及驅動功率器件控制上的U、V、W、P、N電阻是否一致,以確定是哪個功率器件損壞。

 

二、查找損壞原因

 

  (1)裝置本身質量不好。

  (2)外部負載過流嚴重,不平衡,電機一相繞組電阻對地短路,一相繞組電阻內部短路,負載被機械卡住,一相射穿,輸出線有短路或對地短路。

  (3)負載接了一個電容,或由于接線不當,電容對地過大,造成功率管有浪涌電流。

  (4)用戶電網電壓過高,或出現強烈的瞬間過電壓,造成過電壓損壞。

  (5)機內功率開關管的過電壓吸收電路損壞,導致IGBT不能有效吸收過電壓而損壞,如下圖所示。

        

  (6)濾波電容由于老化、容量減小或內部電感變大,母線過電壓吸收能力降低,導致母線過電壓過高而損壞IGBT.正常運行的母線過電壓被逆變開關器件脈沖關斷,母線回路電感儲能轉變。

  (7)IGBT或IPM功率器件的前級光電隔離器件因擊穿導致功率器件也擊穿,或因印制板隔離器件部件中的灰塵和水分引起火災擊穿,造成IGBT、IPM損壞。

  (8)操作不當或產品設計軟件的缺陷,在干擾、上電、斷電等不穩定的條件下,可能會造成上、下功率開關器件瞬間同時開通。

  (9)雷擊、房屋漏水侵入、異物進入、檢查人員誤碰等事故。

  (10)檢修后更換濾波電容,但電容質量不好,或與電容連接的導線比以前長,使電感量增大,造成母線過電壓幅值明顯上升。

  (11)前級整流橋損壞,由于主電源前級進入交流電,造成IGBT和IPM損壞。

  (12)維修和更換電源模塊時,由于沒有靜電保護措施,在焊接作業時可能會損壞IGBT,也可能在短期使用中由于維修時散熱、緊固和絕緣處理不當而損壞IGBT。

  (13)IGBT并聯使用時,更換時未考慮型號和批號的一致性,導致各并聯元件電流不均勻,造成損壞。

  (14)變頻器內部保護電路(過壓、過流保護)部分元件損壞,導致保護功能喪失。

  (15)變頻器內部的一組電源,特別是IGBT驅動+、-電源損壞,使輸出值發生變化或兩組電源之間的絕緣被擊穿。

  三、更換

  只有找出損壞的根本原因,先排除進一步損壞的可能,才能更換變頻器模塊,否則新模塊將再次損壞。

  (1)IGBT與絕緣柵FET一樣,避免靜電損壞。在裝配焊接時防止損壞的根本措施是將維修機、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作臺墊等全部用導線連接起來,使其在相同的電場電位下工作,全部連接到公共點如接地更好。IGBT模塊使用前要保持控制電極G與發射極E的連接,不得在器件出廠前拆除防靜電保護G-E的連接措施。

  電源模塊與散熱片之間應涂抹導熱硅脂,保證涂層厚度為0.1mm,接觸面在80%以上,并根據緊固螺釘的大小施加緊固力矩(M4 13 kg-cm、M5 17 kg-cm、M6 22 kg-cm),保證模塊散熱良好。

  3)機器拆裝時,要對拆裝部位、螺紋、零件進行記錄。原裝配上的各種技術措施,在重新裝配時都要進行處理,不能簡化或省略。如輸入雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣、吸收板或吸收電容應保持原樣;已重新焊接的驅動印制電路板應清洗、涂漆,防止爬電,同時保證絕緣可靠,更不能少裝、錯裝零件。

  4)并聯模塊要求型號和編號一致,在編號上不能一致,要保證所有并聯的模塊性能一致。

  5)對于炸機造成的銅質缺陷,應將毛刺磨圓、打磨,避免尖端過電壓放電而再次損壞。

四、更換模塊后通電

  經常更換模塊,一通電又燒壞了。為防止這類事故的發生,一般在變頻器的直流主回路中裝入一個電阻,電阻阻值為1姚2k多余,功率在50W以上,由于電阻的限流作用,即使故障開機也不會損壞模塊??蛰d時流過電阻的電流小,壓降也小,可以做空載檢查。一般只要空載運行正常,去掉電阻就會正常。

  • 2021-01-04
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