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如何處理變頻器逆變模塊故障或損壞問題 [2016/11/16]
變頻器逆變模塊損壞多半是由于驅動電路損壞緻使1個橋臂上的2個開關器件同一時間導通所造成的。變頻器逆變功率模塊損壞是不管在矢量變頻器還是節能變頻器等其他變頻設備上常見到的故障,解決這種問題隻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。
  一、判斷
  逆變功率模塊主要有IGBT、IPM等,檢查外觀是否已炸開,端子與相連印制闆是否有燒蝕痕迹。用萬用表查C-E、G-C、G-E是否已通,或用萬用表測P對U、V、W和N對U、V、W電阻是否有不一緻,以及各驅動功率器件控制極對U、V、W、P、N的電阻是否有不一緻,以此判斷是哪一功率器件損壞。
  二、損壞原因查找
  ⑴ 器件本身質量不好。
  ⑵ 外部負載有嚴重過電流、不平衡,電動機某相繞阻對地短路,有一相繞阻内部短路,負載機械卡住,相間擊穿,輸出電線有短路或對地短路。
  ⑶ 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。
  ⑷ 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。
  ⑸ 機内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,如下圖所示。
  
  ⑹ 濾波電容在液位計液位變送器電容式液位計電容式液位變送器物位開關上因日久老化,容量減少或内部電感變大,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。
  ⑺ IGBT或IPM功率器件的前級光電隔離器件因擊穿導緻功率器件也擊穿,或因在印制闆隔離器件部位有塵埃、潮濕造成打火擊穿,導緻IGBT、IPM損壞。
  ⑻ 不适當的操作,或産品設計軟件中有缺陷,在幹擾和開機、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。
  ⑼ 雷擊、房屋漏水入侵,異物進入、檢查人員誤碰等意外。
  ⑽ 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。
  ⑾ 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。
  ⑿ 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,導緻短時使用而損壞。
  ⒀ 并聯使用IGBT,在更換時沒有考慮型号、批号的一緻性,導緻各并聯元件電流不均而損壞。
  ⒁ 變頻器内部保護電路(過電壓、過電流保護)的某元件損壞,失去保護功能。
  ⒂ 變頻器内部某組電源,特别是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。
  三、更換
  隻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。
  ⑴ IGBT同絕緣栅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、操作工作台墊闆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。特别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,不得随意去掉該器件出廠前的防靜電保護G-E連通措施。
  ⑵ 功率模塊與散熱器之間塗導熱矽脂,保證塗層厚度0.1耀0.25mm,接觸面80%以上,緊固力矩按緊固螺釘大小施加(M4 13kg?cm,M5 17kg?cm,M6 22kg?cm),以确保模塊散熱良好。
  ⑶ 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、吸收闆或吸收電容都要維持原樣;要對作了修焊的驅動印制闆進行清潔和防止爬電的塗漆處理,以及保證絕緣可靠,更不要少裝和錯裝零部件。
  ⑷ 并聯模塊要求型号、編号一緻,在編号無法一緻時,要确保被并聯的全部模塊性能相同。
  ⑸ 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。
  四、更換模塊後的通電
  經常會更換模塊後,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裡串入一電阻,電阻阻值為1耀2k贅,功率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。空載時流過電阻的電流小,壓降也小,可做空載檢查。  一般隻要空載運行正常,去掉電阻大都會正常。