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工控维修实例:IGBT模块故障维修过程
发布时间:2022-6-6 17:01:00   来源:杭州三科变频技术有限公司   人气值:

在我们进行变频器维修的过程中,通常我们首先要对其工作原理有一个透彻的了解,对各个电路的性能指标、工作点、器件的性能质量做出正确的判断,这样才能真正对每个器件进行维修,做到心中有数。本文以售后服务中的一个维修案例为例,阐述了维修的方法、依据及需要注意的问题,与读者共同探讨,以期使将维修过程更加的简洁和快捷。

1、故障现象


抽油机变频器(VFD)设备专用于1140v/30kw抽油机。运行中,中间相的igbt模块被烧黑,其上的母线峰值吸收电容(三个3f/1200v的感性电容串联后并联)的一只脚被折断,无法正常运行。


2、初步判断


收到客户的报告后,笔者前往现场维修。万用表用于测试主电路部分。中间相虽然发黑,但是测试还是不错的,其他两相正常。


3 维修工艺


(1)首先更换损坏的设备。更换3f /1200v电容器后,合上隔离开关,给控制柜送电。控制柜没有反应,电源灯不亮,电压表不指示。


(2)输入端子连接有高压保险丝,怀疑损坏。用万用表高压档检测保险丝后面三个端子对地电压,都是正常的,都是690v。由于控制电路使用220v电源,怀疑1140/220v变压器有问题。后来切断电源后,用万用表检测保险丝两端的电阻值。其中一个是接通的,另外两个是断开的,所以断定原来判断错误,两相保险丝熔断。带电量显示的检测保险丝应为穿过1140/220v变压器一次绕组的不间断相。因为是单相电源,不能形成电压,所以1140v/220v变压器不起作用,控制柜也因为得不到电压而无法工作。

(3)更换保险丝后,机柜正常上电,工频启动并正常工作,工频维修结束。然后维修变频部分。主电路如图1所示。

图1 主电路图


(4)控电。电源一接通,显示面板上的故障保护灯就亮了,怀疑有干扰。但这种情况在很多次送电和断电时都会发生,因为处于保护状态,所以无法开启。拔下后短路保护插头(因为主电路没有通电,只有控制电路通电,没有影响),送电正常。启动机器也是正常的。当频率达到50hz时,用万用表检测电压,三相输出电压全部平衡。线间电压8.2v,中线5.0v正常工作。


(5)检查短路保护板。拔下输入短路保护采样电流传感器,测量板上电源电压,12v正常,但+5v电源电压+3.0v,将集成块拔成74hc14,+5v正常,说明集成块已经损坏。用新的替换它。

图2短路隔离板示意图


(6)插入输入短路保护采样电流传感器。先插上正母线上的电流传感器,测12v,正常工作;然后在负母线上插上电流传感器,测量电压12V,+12v+ 9.0v,-12V是正常的。负极母线上的电流传感器损坏。拆下电流传感器并更换。

(7)插上所有未插好的线,与主板连接。通电正常工作。为了进一步验证工作情况,主电路加了220v电压,启动后工作正常。线间电压220v,中线130v(50hz),正常工作。

(8)停止工频,开始变频。但是,一旦设备启动,短路保护就会出现。当后部负载断开且VFD空载运行时,短路保护也会发生。这样传输控制功率正常,加220v也正常。怀疑设备耐压不足,断电后会更换原来的黑化模块。更换疏散控制,送220v,正常工作。主电源1140V,打开到50hz,正常工作。

(9)连接负载并带负载运行。但是有问题,开机就出现短路保护。检查电机是否正常,然后考虑负母线上的电流传感器是否也损坏。因此,控制了电检测。静止状态下,电流传感器的信号采样电阻两端有电压,为+3.0v,由于静止状态下没有电流,正常情况下应为0v,说明传感器损坏,应更换新的。启动后检测正常。

(10)最后送控制和主电源,工作正常,带负荷,工作正常,三相电压电流完全平衡。维修完毕。


4、注意事项


从维修这次的情况来看,可以总结出以下几点需要注意的地方:


(1)要有正确的判别方法。如因带电检测导致对熔断器的判断误判,应坚持正确的判断方法,进行单次检测。有时需要删除单个测量值;或者用万用表的高压档(带2500v档)检测两相之间的电压。因为单相的电不能形成回路,所以电压无法测量,也可以判断。

(2)用万用表测试有些器件是好的,但万用表电压低。对于耐压高的器件,你可能分辨不出来,所以要注意试压。但场地条件有限,可采用上述分步加压措施进行鉴定。

(3)出现上述瞬时大电流时,应注意检测相关器件。比如上面提到的两相保险丝断了,说明机器里肯定有大电流。此时要测试对应的电流传感器,看其电源和电流传感器是否损坏。比如上述正母线电流传感器电源损坏,负母线电流传感器静态工作点不相等,应该检测。最好在控制电开启时一起检测,避免重复劳动。

(4) 维修坚持正确的方法和步骤,不要着急。重要的是控制通电、施加低压、施加高压和加载的步骤。不要更换设备,不看控制电源是否正常就盲目送主电源加载,以免造成更大的故障,损坏更多的设备。


5、结束语


变频器维修是基于对其工作原理、主要设备的性能和指标的正确理解。只要坚持正确的方法和步骤,就可以正常开展维修工作,达到事半功倍的效果。所以一定要多学习,多讨论,勤实践,让自己的工作水平不断丰富,不断提高,更快更好的服务于用户。