变频器内部故障排查实例分析

工控网智造工程师 ? 2018-11-01 08:59 ? 次阅读

【预备知识】

变频器:变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的。

【现场还原和检修】

之前正常停机的高压变频器,重新启动运行,运行不到一天时间,运行中跳停了,开始怀疑是因为配电室空调没开,过温引起的跳停,重新上电后,发现主板有个黄灯亮了,根据说明书的上面的描述,这是一个功率单元出问题了,现场拆开检查发现IGBT炸了,更换IGBT后还报故障,但是主控板的故障灯是变成了红灯了的,怀疑功率单元主控板有问题,现场有一块板据说可能可以使用,更换后还出问题,同时闻到糊味;再次拆开检查,发现直流电压取样后处理的电路上的一个电阻烧了,而且此时功率单元上面的灯一个也不亮,主控板的故障灯是红灯了的;根据这些现象,然后细看功率单元内的控制板电路分析,觉得刚才换下的主功率单元的控制板可能没有坏,坏的是第一次更新的IGBT及其从炸的IGBT上拆下来的触发控制板,同时仔细检查发现上一次更换的主控板,从直流母线上去直流电的极性接错——P/N接反。重新换回旧的功率单元主控板,换一个备用的IGBT及控制板,上高压电,自检通过,故障消失。

期间要从这样18个的功率单元判断出哪一个功率单元发生故障,这点不得不佩服国产高压变频器的强大,首先主控板上的指示灯可以指出位置,然后打开高压变频器功率单元的柜门,看功率单元下部的指示灯也可以看的出此功率单元是否故障。否则18个挨个拆开,那是很累人的。

据说此柜子,在某码头呆了半年多,然后现场开箱时打开集装箱--里面是有水的。然后,以前也炸过的,估计有些东西没换完,后续运行又暴露了。

在管子的侧面有型号的,当然你等他炸了才看,那是看不到的,至于如何检查,说句实话咱心里真没底,幸好有度娘啊,可以找到这个型号的参数,也证实了现场和施工单位的技术人员讨论(其实是争论)的一个事实,他建议要求变频器厂家把这个IGBT改成300A的,然后我依稀记得这个型号就是300A的,告诉现场本身就是300A的;

对于这个型号,根据度娘出来的资料,看看内部电路结构到底是咋样的

【IGBT检测】

一般书上或论坛上介绍的检测的IGBT方法很多,好多都是需要用指针式的万用表来检查的,咱现场也没有,不过现场有新模块,也有不知道是新还是旧的模块,能否用手上的FLUKE179来判断能否使用呢?看现场的东西,触发线是4根的,觉得是对应上图的HALFBRIDGE图片的接线方式的(开始没注意到管子上其实标了6754的标识的,只是白色的管子写了白色的字,检测完然后初步判断出这个标识结果,然后细看才看到的。因为不细心,给自己添加了麻烦);当时是这样判断的:

不管现场标号了,初步判断中间那就是传说中的2了,然后哪端是1哪段是3,然后红表笔接2,然后黑表笔接1 ,读数是29,反向不通;然后红表笔接2,黑表笔接3,读数是58,反向不通。分析这个差距的原因,2-1流向,测的是一个二极管的。测2-3,是测了2个二极管的;然后搭接触发极:找根短线给6接到万用表的红上面,然后1接万用表的正,2接福,1-2导通了;根据这个新管的测量结果,然后测量现场一个带有尾部触发端子上的小板子的可控硅是好的,数据基本一样就咱就认为是好的了;

总结:其实这种IGBT模块,咱这个测量办法,测的就是IGBT上反并联的保护二极管,测出的电阻就是二极管的电阻,只是初步判断而已。而给触发极6和5接上红表笔,才是真正判断IGBT本身是不是有问题的。

高压变频器已经运行;另外重新给控制柜送电,发现这个高压变频器的触摸屏面板,其实不是咱们常见的普通触摸屏,原因它的操作系统不是WINCE,而是WINXP专业版的。

IGBT是2个并联的,按道理是2个会同时坏的,开始也以为是控制板和驱动引起的,但是控制板旧的可以继续使用,另一个IGBT现在继续运行;炸的IGBT上的触发上面的小控制板,拆下来换到新的IGBT上,还报故障的;所以我觉得就是那小板引起的,小板看就是电阻啊。进线的快熔烧坏了的,快熔也换了。所以觉得这个快熔起的保护作用还可以。

【小贴士】

IGBT:绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT综合了GTR和MOSFET两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。一般所说的IGBT也指IGBT模块,IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

原文标题:炸鸡?NO,是炸机!|记一次变频器内部故障排查过程

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