变频器的检修原理及安全注意事项

变频器的检修原理及安全注意事项

交-直-交变频基本原理：首先将三相交流电滤波后通过桥式整流电路转换成直流电，滤波后将直流电由桥式逆变电路转换成不同频率的三相交流电输出。

1. 确定变频器的故障范围

在实际经验检修中，一般在没有变频器电路原理图情况下，变频器多由主电路电力电子元件的损坏造成。对于主回路部分首先应判断故障范围，给变频器上电，测量直流母线电压值是否等于输入电压有效值的1.35倍。若电压正常可分判断逆变部分故障，否则可能是整流功率元件、预充电回路或滤波电容等元件损坏。

对于少数内部有接触器的变频器，接触器是直流母线预充电部分，其启动是由变频器上电后，自检测无故障报警信号和给定“启动”信号后才启动接触器。接触器如果不启动没有直流母线电压，就无法判断故障范围。首先，模拟给定逆变部分“无故障”反馈信号和外部启动信号，人为让接触器吸合，可测量到直流母线电压，根据直流电压大小判断故障范围，方法同上。注意启动预充电接触器前，给定的信号有时是脉冲触发信号而不是电平信号。

2. 整流单元静态检测

判断整流部分某个功率元件损坏方法是利用整流元件的单向导电性，在静态下正、反阻值正常时应不同，具体方法如下：

整流部分的三相桥式整流电路可能是二极管整流、可控硅半控整流、可控硅全控整流或是igbt整流。不管是哪种方式，三相整流电路是对称的，则静态测试阻值结果应符合对称原则，即在静态下三相输入或输出端相对直流母线正、负极正反测试值应是对称的。选择万用表的“二极管”档。

(1) 第一步，将红表笔接直流母线正极，黑表笔分别接电源输入三相接线端处，3个测试值应该是相同的。再反过来，将黑表笔接直流母线正极，红表笔分别接输入电源三相接线处，3个测试值也应该是相同的。若采用二极管整流桥进行整流导通时万用表显示0.4~0.6v，反向截止时显示无穷大。如果三相测量值偏差较大，或是某相正反测量值相近或相同，则此二极管元件损坏。

(2)第二步，将红表笔接直流母线负极，黑表笔分别接输入电源三相接线处，3个测试值应该是相同的。再反过来，将黑表笔接直流母线负极，红表笔分别接输入电源三相接线处，3个测试值也应该是相同的，对于预充电回路设计在整流桥后的，这样操作就可同样判断整流桥负半周3个整流元件的好坏(对于12脉波整流桥测试方法同上)。

注意：对于预充电回路设计在整流回路之前的，是采用可控硅半控或全控桥整流，测试结果应有一相与其他两相正反电阻测试值不相同，也就是说有一相实际是测试的二极管预充电回路的电阻值。

3. 逆变单元静态检测

对于6脉波触发的三相逆变桥原理也是利用每个逆变igbt模块内都并联一个续流二极管，静态下存在单向导电性，测量方法同整流桥检测方法相同，就是直流母线正、负极对三相输出点的测试值进行比较，应三相测试值相同。元件单相导通时万用表显示0.3~0.4v，反向截止时显示无穷大。主回路短路故障也有可能是保护功率元件的压敏电阻异常所致，造成经常损坏功率元件。

4. 控制电路检测

控制电路的检测方法以acs800-04为例，变频器加电后观察aint主板上信号灯v204亮绿灯表示+5v正常、v309亮红灯表示防误起保护处于on状态、 v310亮绿灯表示igbt门极驱动正常，rmio外部信号接口板上红灯亮表示故障、绿灯亮表示电源+24v正常。最后用示波器检测每个功率元件的触发极是否有触发信号，一般正常有5v电压触发。没有信号灯的电路板(rint主电路接口板、rrfc滤波板、rvar压敏电阻板等)可以静态测试可能损坏元件的阻值，进行粗略判断，也不防换块同型号电路板试试。通常情况下，控制板上应该是绿灯正常，亮红灯表示有故障。

5. 常见故障检测

控制电路常出现故障较多的是电源板，检查其输出应有+24v、+5v、±15v或±12v等电源，若某相电压不正常应仔细检查其供电负载和电源板本身;若出现“过流报警”信号应检查igbt模块或电流传感器部分。霍尔电流传感器电源一般是双电源供电，其输出是0～10v或4～20am标准信号，随负载电流变化而变化;若有“高温报警”通常是风机故障或测温元件损坏，测温元件一般安装在散热器上或内置于igbt模块中，其通常采用负温度系数(ntc)电阻，常温静态下测试时承高阻值;若出现“直流母线过压”信号应检查电源电压、电压互感器和制动斩波器部分，因负载工作不稳定时常发生;有的变频器内部工作的直流电源有两路，一路由输入电压降压整流产生，另一路是采样直流母线电压经串电阻降压或直流斩波得到。

检修作业前应注意安全，最好有专人监护，确保人身、设备安全，不要人为将故障扩大。切忌将变频器的输入输出端接反，否则直接损坏变频器;在检修过程中注意变频器停电后直流母线上会有高压，应等待5分钟以上，方可触摸，或者人为对电容放电，按电容放电标准安全作业，放完电后方可继续作业;变频器在通电待机状态下或已启动在给定零转速状态下，其输出端三相对地都有直流200v左右高压，请注意人身安全;在对控制板检测时最好不要用手触摸板上集成芯片的管脚，以防静电损坏集成芯片，造成不必要的损失。