變頻器故障判斷及處理

1.1.2 損壞的原因查找

（1）器件本身質量不好。

（2）外部負載有嚴重過電流、不平衡，電動機某相繞阻對地短路，有一相繞阻內部短路，負載機械卡住，相間擊穿，輸出電線有短路或對地短路。

（3）負載上接了電容，或因布線不當對地電容太大，使功率管有沖擊電流。

（4）用戶電網電壓太高，或有較強的瞬間過電壓，造成過電壓損壞。

（5）機內功率開關管的過電壓吸收電路有損壞，造成不能有效吸收過電壓而使IGBT損壞，如圖1所示。

（6）濾波電容因日久老化，容量減少或內部電感變大，對母線的過壓吸收能力下降，造成母線上過電壓太高而損壞IGBT。正常運行時母線上的過電壓是逆變開關器件脈沖關斷時，母線回路的電感儲能轉變而來的。

（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，或因在印制板隔離器件部位有塵埃、潮濕造成打火擊穿，導致IGBT、IPM損壞。

（8）不適當的操作，或產品設計軟件中有缺陷，在干擾和開機、關機等不穩定情況下引起上下兩功率開關器件瞬間同時導通。

（9）雷擊、房屋漏水入侵，異物進入、檢查人員誤碰等意外。

（10）經維修更換了濾波電容器，因該電容質量不好，或接到電容的線比原來長了，使電感量增加，造成母線過電壓幅度明顯升高。

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

（12）修理更換功率模塊，因沒有靜電防護措施，在焊接操作時損壞了IGBT。或因修理中散熱、緊固、絕緣等處理不好，導致短時使用而損壞。

（13）并聯使用IGBT，在更換時沒有考慮型號、批號的一致性，導致各并聯元件電流不均而損壞。

（14）變頻器內部保護電路（過電壓、過電流保護）的某元件損壞，失去保護功能。

（15）變頻器內部某組電源，特別是IGBT驅動級+、-電源損壞，改變了輸出值或兩組電源間絕緣被擊穿。

1.1.3 更換

只有查到損壞的根本原因，并首先消除再次損壞的可能，才能更換逆變模塊，否則換上去的新模塊會再損壞。

（1）IGBT 同絕緣柵場效應管一樣要避免靜電損壞。在裝配焊接中防止損壞的根本措施是，把要修理的機器、IGBT 模塊、電烙鐵、人、操作工作臺墊板等全部用導線連接起來，使得在同一電場電位下進行操作，全部連接的公共點如能接地就更好。特別是電烙鐵頭上不能帶有市電高電位，示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G 與發射極E 接通，不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護G-E 連通措施。

（2）功率模塊與散熱器之間涂導熱硅脂，保證涂層厚度0.1耀0.25 mm，接觸面80%以上，緊固力矩按緊固螺釘大小施加（M4 13 kg·cm，M5 17 kg·cm，M6 22 kg·cm），以確保模塊散熱良好。

（3）機器拆開時，要對被拆件、線頭、零件做好筆記。再裝配時處理好原裝配上的各類技術措施，不得簡化、省略。例如，輸入的雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣件、吸收板或吸收電容都要維持原樣；要對作了修焊的驅動印制板進行清潔和防止爬電的涂漆處理，以及保證絕緣可靠，更不要少裝和錯裝零部件。

（4）并聯模塊要求型號、編號一致，在編號無法一致時，要確保被并聯的全部模塊性能相同。

（5）對因炸機造成銅件的缺損，要把毛刺修圓砂光，避免因過電壓發生尖端放電而再次損壞。

1.1.4 更換模塊后的通電

經常會更換模塊后，一通電又燒毀了。為防止此類事故，一般在變頻器的直流主回路里串入一電阻，電阻阻值為1耀2 k贅，功率50 W以上，由于電阻的限流作用，即使故障開機也不會損壞模塊。空載時流過電阻的電流小，壓降也小，可做空載檢查。

一般只要空載運行正常，去掉電阻大都會正常。

1.2 整流橋的損壞

1.2.1 判斷

用萬用表電阻擋即可判斷，對并聯的整流橋要松開連接件，找到壞的那一個。

1.2.2 損壞原因查找

（1）器件本身質量不好。

（2）后級電路、逆變功率開關器件損壞，導致整流橋流過短路電流而損壞。

（3）電網電壓太高，電網遇雷擊和過電壓浪涌。電網內阻小，過電壓保護的壓敏電阻已經燒毀不起作用，導致全部過壓加到整流橋上。

（4）變頻器與電網的電源變壓器太近，中間的線路阻抗很小，變頻器沒有安裝直流電抗器和輸入側交流電抗器，使整流橋處于電容濾波的高幅度尖脈沖電流的沖擊狀態下，致使整流橋過早損壞。

（5）輸入缺相，使整流橋負擔加重而損壞。

1.2.3 更換

（1）找到引起整流橋損壞的根本原因，并消除，防止換上新整流橋又發生損壞。

（2）更換新整流橋，對焊接的整流橋需確保焊接可靠。確保與周邊元件的電氣安全間距，用螺釘聯接的要擰緊，防止接觸電阻大而發熱。與散熱器有傳導導熱的，要求涂好硅脂降低熱阻。

（3）對并聯整流橋要用同一型號、同一廠家的產品以避免電流不均勻而損壞。

1.3 濾波電解電容器損壞

1.3.1 判斷

出現外觀炸開、鋁殼鼓包、塑料外套管裂開，流出了電解液、保險閥開啟或被壓出，小型電容器頂部分瓣開裂，接線柱嚴重銹蝕，蓋板變形、脫落，說明電解電容器已損壞。用萬用表測量開路或短路，容量明顯減小，漏電嚴重（用萬用表測最終穩定后的阻值較小）。

1.3.2 找出電容損壞原因

（1）器件本身質量不好（漏電流大、損耗大、耐壓不足、含有氯離子等雜質、結構不好、壽命短）。

（2）濾波前的整流橋損壞，有交流電直接進入了電容。

（3）分壓電阻損壞，分壓不均造成某電容首先擊穿，隨后發生相關其他電容也擊穿。

（4）電容安裝不良，如外包絕緣損壞，外殼連到了不應有的電位上，電氣連接處和焊接處不良，造成接觸不良發熱而損壞。

（5）散熱環境不好，使電容溫升太高，日久而損壞。

1.3.3 電容的更換

（1）更換濾波電解電容器最好選擇與原來相同的型號，在一時不能獲得相同的型號時，必須注意以下幾點：耐壓、漏電流、容量、外形尺寸、極性、安裝方式應相同，并選用能承受較大紋波電流，長壽命的品種。

（2）更換拆裝過程中注意電氣連接（螺釘聯接和焊接）牢固可靠，正、負極不得接錯，固定用卡箍要能牢固固定，并不得損壞電容器外絕緣包皮，分壓電阻照原樣接好，并測量一下電阻值，應使分壓均勻。

（3）已放置一年以上的電解電容器，應測量漏電流值，不得太大，裝上前先行加直流電老化，直流電先加低一些，當漏電流減小時，再升高電壓，最后在額定電壓時，漏電流值不得超過標準值。

（4）因電容器的尺寸不合適，而修理替換的電容器只能裝在其他位置時，必須注意從逆變模塊到電容的母線不能比原來的母線長，兩根+、-母線包圍的面積必須盡量小，最好用雙絞線方式。這是因為電容連接母線延長或+、-母線包圍面積大會造成母線電感增加，引起功率模塊上的脈沖過電壓上升，造成損壞功率模塊或過電壓吸收器件損壞。在不得已的情況下，另將高頻高壓的浪涌吸收電容器用短線加裝到逆變模塊上，幫助吸收母線的過電壓，彌補因電容器連接母線延長帶來的危害。

1.4 風機的損壞

1.4.1 風機的損壞判斷

（1）測量風機電源電壓是否正常，如風機電源不正常，首先要修好風機電源。

（2）確認風機電源正常后風機如不轉或慢轉，則風機已損壞，需更換。

1.4.2 損壞原因查找

（1）風機本身質量不好，線包燒毀、局部短路，直至風機的電子線路損壞，或風機引線斷路、機械卡死、含油軸承干涸、塑料老化變形卡死。

（2）環境不良，有水汽、結露、腐蝕性氣體、臟物堵塞、溫度太高使塑料變形。

1.4.3 風機的更換

（1）更換新風機最好選擇原型號或比原型號性能優越的風機，同樣尺寸的風機包含很多種風量和風壓品種。

（2）風機的拆卸有很多情況要牽動變頻器內部機芯，在拆卸時要做好記錄和標識，防止裝回原樣時發生錯誤。有的設計已充分考慮到更換方便性，此時要看清楚，不要盲目大拆、大動。

（3）風機在安裝螺釘時，力矩要合適，不要因過緊而使塑料件變形和斷裂，也不能太松而因振動松脫。風機的風葉不得碰風罩，更不得裝反風機。

（4）選用風機時注意風機軸承是滾珠軸承的為好，含油軸承的機械壽命短。就單純軸承壽命而言，使用滾珠軸承時風機壽命會高5耀10 倍。

（5）風機裝在出風口承受高溫氣流，其風葉應用金屬或耐溫塑料制成，不得使用劣質塑料，以免變形。

（6）電源連接要正確良好，轉子風葉不得與導線相摩擦，裝好后要通電試一下。

（7）清理風道和散熱片的堵塞物很重要，不少變頻器因風道堵塞而發生過熱保護或損壞。

1.5 開關電源的損壞

1.5.1 開關電源損壞的判斷

（1）有輸入電壓，而無開關電源輸出電壓，或輸出電壓明顯不對。

（2）開關電源的開關管、變壓器印制板周邊元件，特別是過電壓吸收元件有外觀上可見的燒黃、燒焦，用萬用表測開關管等元件已損壞。

（3）開關變壓器漆包線長期在高溫下使用，出現發黃、焦臭、變壓器繞阻間有擊穿、變壓器繞阻特別是高壓線包有斷線、骨架有變形和跳弧痕跡。