AB變頻器功率單元檢測過程及原理分析

檢測用工具

1.高壓變頻器功率單元維修工裝

2.交直流可調(diào)電源 ?AC 450V ?50W, ?DC ?1300V ?50W

3.三相接觸調(diào)壓器TSGC2-3KVA ?輸入電壓380V，輸出電壓0-430V

4.三相隔離變壓器SBK-3000VA ??輸入電壓380V，輸出電壓690V

5.數(shù)字電容表VC6013 ??200PF--20000μF

6.數(shù)字示波器普源DS1102E，另配X100高壓探頭

7.數(shù)字萬用表FLUKE 17B+

AB變頻器功率單元檢測

一．部件檢測

1.進(jìn)線熔斷器??使用萬用表電阻檔位，測量熔斷器兩端的電阻值。

標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)志清晰，熔管表面光滑無裂紋，兩端電阻值應(yīng)小于0.5歐姆。

2. 濾波電容器??一般功率單元內(nèi)使用6個(gè)濾波電容，采用3串2并的方式使用。給水泵功率單元較大，使用12個(gè)濾波電容，3串4并。串聯(lián)電容總?cè)萘康扔诿總€(gè)電容器容量的倒數(shù)和的倒數(shù)，并聯(lián)電容總?cè)萘康扔诟鱾€(gè)電容器容量的和。測量時(shí)使用數(shù)字電容表的2000μF×10檔位，測量總電容值，然后和計(jì)算出來的總?cè)萘窟M(jìn)行對比。需要注意的是使用電容表測量電容器前，應(yīng)對電容器進(jìn)行放電，另外要注意電容器的正負(fù)極，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù)極。

標(biāo)準(zhǔn)：外觀檢查無鼓包、凹凸面、漏液情況，實(shí)測電容器總?cè)萘繎?yīng)不小于電容器額定容量的80%。

3.整流橋模塊??測量時(shí)一般使用數(shù)字萬用表二極管壓降檔位測量整流橋模塊內(nèi)封裝的6個(gè)二極管的通斷來確定整流橋模塊的好壞（當(dāng)萬用表在二極管壓降檔位時(shí)，表筆兩端有2.5V左右的開路電壓）。

標(biāo)準(zhǔn)：二極管正向?qū)@示電壓值，反向截至顯示為無窮大，導(dǎo)通壓降約為0.4V（參考值）。

4.壓敏電阻???壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的電阻器元件，當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時(shí)，流過它的電流極小，它相當(dāng)于一個(gè)阻值無窮大的電阻；當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓超過它的閾值時(shí)，流過它的電流激增，它相當(dāng)于阻值無窮小的電阻，利用壓敏電阻的特性，用于在電路承受過電壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件和后續(xù)電路。我個(gè)人理解是當(dāng)電路中的過電壓使壓敏電阻導(dǎo)通后，功率單元的輸入側(cè)相間短路，熔斷器熔斷，保護(hù)后續(xù)電氣回路。檢測時(shí)使用萬用表電阻檔位測量整流橋并聯(lián)壓敏電阻。?

標(biāo)準(zhǔn)：壓敏電阻在正常情況下不導(dǎo)通，阻值為無窮大。

5.?IGBT模塊

AB變頻器功率單元內(nèi)都是使用的德國英飛凌的IGBT，IGBT的英文全稱是Insulated Gate Bipolar Transistor，中文名稱是絕緣柵雙極型晶體管。具體檢測步驟及標(biāo)準(zhǔn)詳見檢測報(bào)告單。

型號解釋BSM150GB170DLC：

BSM--------------帶反并聯(lián)續(xù)流二極管(F.W.D)的IGBT模塊

150-----------Tc=80°C時(shí)的額定電流

GB----------兩單元模塊(半橋模塊)

170-------額定電壓×10

DLC----帶(EmCon)二極管的低飽和壓降

6.開關(guān)電源板 ?開關(guān)電源是一個(gè)恒壓元件，用交直流調(diào)壓電源給模塊輸入側(cè)逐步加直流電壓，加至950V，看其輸出電壓，在250V左右為正常。開關(guān)電源輸入側(cè)接的是功率單元輸入的三相690V經(jīng)整流濾波后的電壓，大約為直流950V，其輸出側(cè)接主控板Y3，給主控板供電。

注意：上述測量方式比較危險(xiǎn)，不建議采用。因?yàn)榫€路板一般使用插

接頭來連接電源，正負(fù)極線柱之間的距離較小，帶壓測量時(shí)很容易短路，測量時(shí)盡量使用帶鱷魚線夾的表筆，加壓前先把表筆夾好，推薦采用下圖測量方式。

7.主控板

7.1首先要給主控板加電，有兩種方式，第一種就是用可調(diào)電源給開關(guān)電源板加壓，由開關(guān)電源給主控板供電；第二種就是把主控板上Y3的電源線的插接頭拔掉，用可調(diào)電源給主控板加80-200V的直流電，注意核對正負(fù)極，一般情況下插接頭紅線是正極。另外要注意的是不要先調(diào)壓在接線，要先接好線再調(diào)壓。

7.2主控板加電試驗(yàn)的過程中，主控板去IGBT的四對驅(qū)動線不要拆掉。

7.3用光纖將功率單元和工裝連接好，將功率單元維修工裝開機(jī)，選擇廠家羅克韋爾，啟動通訊，停機(jī)，運(yùn)行，然后測主控板四路驅(qū)動的波形和電壓，有17V左右的交流電壓且有方波就說明主控板輸出正常。

二．上電測試

1.先給功率單元加一個(gè)交流30V的低電壓。接線順序是電源+調(diào)壓器+變壓器+功率單元，維修工裝給定電壓輸入50%，測量功率單元輸出電壓應(yīng)該是交流15V，然后測量其波形，正常的應(yīng)該是規(guī)律的方波。

2.在功率單元輸出側(cè)串接3個(gè)220V的燈泡，用光纖將功率單元和工裝連接好，將功率單元維修工裝開機(jī)，選擇廠家羅克韋爾，啟動通訊，然后給功率單元加690V交流電壓，按維修工裝的待機(jī)、啟動，調(diào)整維修工裝的給定電壓，查看功率單元的輸出電壓和波形。此時(shí)測量時(shí)應(yīng)用X100的示波器探針。

利德華福變頻器功率單元

利德華福功率單元的熔斷器、整流橋、IGBT等元件的檢測方法和AB的一樣，這里就不再重復(fù)。所不同的是它每個(gè)功率單元只有1塊電路板，這個(gè)電路板是由一個(gè)720V變180V的控制變壓器供電的，控制變壓器的低壓側(cè)接電路板，高壓側(cè)接功率電源的三相輸入電源的其中兩相。低壓測試步驟如下：

1.拆掉下圖紅圈中的兩根線WD21、WD22，然后接上AC220V的交流電，電路板的L2指示燈就會亮起來。

用光纖將功率單元和維修工裝連接起來，打開維修工裝選利德華福，依次點(diǎn)擊啟動通訊，停機(jī)，運(yùn)行，然后測量電路板四對驅(qū)動線WK1-WK2,WK3-WK4,WK5-WK6,WK7-WK8的電壓和波形，這四對線是IGBT的開關(guān)控制信號，測得電壓是AC12.5V，以及如下方波，說明電路板正常無故障。

3.檢測功率單元

先給功率單元加一個(gè)交流30V的低電壓。接線順序是電源+調(diào)壓器+變壓器+功率單元，維修工裝給定電壓輸入50%，測量功率單元輸出電壓交流15V，然后測量其波形，正常的應(yīng)該是規(guī)律的方波。

調(diào)整示波器水平方向旋鈕，波形壓縮之后變成下圖的標(biāo)準(zhǔn)方波。

4.給功率單元加690V交流電壓，在其輸出側(cè)串接3個(gè)小燈泡，調(diào)整維修工裝的給定電壓，查看功率單元的輸出電壓和波形。此時(shí)測量時(shí)應(yīng)用X100的示波器探針，并且在一次加壓之前先把萬用表的表筆和示波器的探針固定在功率單元的輸出端，防止帶點(diǎn)測量時(shí)不小心短路。給定電壓10%的時(shí)候單元輸出電壓是75V，給定電壓30%的時(shí)候單元輸出電壓是210V，50%的時(shí)候單元輸出電壓是350V，給定電壓100%的時(shí)候單元輸出電壓是687V，成比例上升。隨著電壓的上升，燈泡越來越亮，功率單元上電也可以不帶負(fù)載，帶燈泡的目的主要是為了對輸出電壓有個(gè)直觀形象的認(rèn)識，波形是和上圖一樣的方波。

5.測量濾波電容

額定容量是6300μF，測得6070μF，只要不低于額定容量的80%就是合格的，注意電解電容是有極性的，有白色圖標(biāo)的一側(cè)為負(fù)。一個(gè)功率單元濾波回路是三個(gè)電容器串接而成的，串聯(lián)電容總?cè)萘康扔诿總€(gè)電容器容量的倒數(shù)和的倒數(shù)。所以我們測總?cè)萘渴?020μF。