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如何了解變頻器故障判斷及處理

作者:鑫恒電氣 瀏覽: 發表時間:2020-04-26 00:09:15

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。


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