在这些电路中,中央微处理器、数字处理器、ROM、RAM、EPROM等集成电路涉及到程序问题。这个资料每个厂商都是绝对保密的。各厂家、各品牌其内容各不相同。一旦这方面出故障,只有厂方和委托代理方能够解决。除此之外,变频器的故障,原则上都能解决。
下面对主要电路故障分析和处理,做较详细的介绍。
一、主回路
主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测电路的传感器部分组成。
图3.3.1是它的结构图
1、整流电路。
整流电路实际上就是一块整流模块。它的作用是把三相(或单相)50Hz、380V(220V)的交流电源,通过整流模块的桥式整流成脉动直流电。
整流电路(整流模块)的故障:
①整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而开路,导致主回路PN电压值下降或无电压值。
2、限流电路
限流电路是限流电阻和继电器触点(或可控硅)相并联的电路。变频器开机瞬间会有一个很大的充电电流,为了保护整流模块,充电电路中串联限流电阻以限制充电电流值。随着充电时间的增长,它的充电电流减少。减少到一定数值,继电器动作触点闭和,短接限流电阻。正常运行时,主回路电流流经继电器触点。
限流电路故障:
①继电器触点氧化,接触不良。导致变频器工作时,主回路电流,部分或全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
②继电器触点烧毁,不能恢复常开态。导致开机时,限流电阻不起作用,过大的充电电流损坏整流模块。
③继电器线包损坏不能工作,导致变频器工作时,主回路电流全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
3、滤波电路
滤波电路是将整流电路输出的脉动直流电压,成为波动较小的直流电压。通常变频器为电压型。由滤波电解电容对整流电路的输出进行平滑。对于380V电源的变频器,是两个电解电容串联后再并联。匀压电阻Rp、Rn是为了使直流电压平分加到每个电容上。
滤波电路故障
①滤波电容老化。其容量低于额定值的85%,致使变频器运行时,输出电压低于正常值。
②滤波电容损坏成开路,导致变频器运行时输出电压低于正常值。损坏成短路,会导致另一只滤波损坏。进而可能损坏限流电路中的继电器、限流电阻、损坏整流模块。
③匀压电阻损坏。匀压电阻损坏后,会由于两个电容受压不均而逐个因超压被损坏。
4、制动电路
制动电路工作时,可以使变频器在减速过程中,增加电动机的制动转矩。同时吸收制动过程中产生的泵升电压,使主回路的直流电压不至于过高。
制动电路的故障:
制动控制管G损坏。G损坏成开路,失去制动功能;G损坏成短路,制动电路始终处于工作状态,制动电阻Rb会损坏。同时增加整流模块的负荷,整流模块易老化,甚至损坏。
5、逆变电路
逆变电路的基本作用是在驱动信号的控制下,将直流电源转换成频率和电压可以任意调节的交流电源。即变频器的输出电源。它有六个开关器件(如GTR、IGBT),组成三相桥式逆变电路。这些开关器件都是作成模块形式,通常有同一桥臂上、下两个开关器件组成一个模块,有六个开关器件组成一个模块。
逆变电路故障
六个开关器件中的一个或一个以上损坏,造成输出电压抖动、断相或无输出现象。同一桥臂上下两个开关器同时损坏短路(主回路短路)。造成限流电路的继电器或可控硅、整流模块损坏。
同时,已有许多小功率变频器采用集成功率模块或智能功率模块。智能功率模块内部高度集成了整流模块、限流电路中的可控硅、逆变模块、驱动电路、保护电路及各种传感器。它的优点是:使变频器外围电路减少,只有一块功率模块,安装方便、体积减小。缺点是智能模块中只要其中的一个部件损坏,整个模块就要更换。导致修理费用增加或无修理价值。
6、主回路常见故障现象、原因和处理方法
主回路无输出直流电压的原因由限流电阻损坏开路造成,使滤波电路无脉动直流电压输入。
主回路无直流电压输出的第二个原因,是整流模块损坏,整流电路无脉动直流电压输出所致。这时不能简单地更换整流模块。还必须进一步查找整流模块损坏的原因。整流模块的损坏可能是:自身老化自然损坏;主回路有短路现象损坏整流模块。
判断方法:首先换下整流模块,用万用表检测主回路,若主回路无短路现象,说明整流模块是自然损坏,更换新元件即可。
若主回路有短路现象,又要检测出是哪一个元件引起短路的,可能是制动电路中的Rb和G均短路;滤波电容短路;逆变模块短路等。通过检测具体落实主回路短路的原因。同时还要查找出造成这些元件短路的原因。
一句话,要把最后故障源找出,并处理好,才能更换新元件。
▲ 限流电阻损坏开路,整流电路的脉动直流电压无法送到滤波电路,使主回路无直流电压输出。
检查限流电路中的继电器或可控硅是否损坏,处理之。
更换限流电阻。
▲逆变模块中,至少有一个桥臂上下两个开关器件短路,造成主回路短路而烧毁整流模块。
用户检查电动机是否损坏,电动机是否有过载或堵转现象,处理之。
检查驱动信号是否正常,处理之。
更换逆变模块和整流模块。
▲制动电路中控制元件损坏短路和制动电阻短路,造成主回路短路而烧毁整流模块。
检查制动控制信号是否正常,处理之。
更换制动控制元件,制动电阻和整流模块。
▲滤波电容损坏短路,造成主回路短路而烧毁整流模块。
检查匀压电阻是否正常,处理之。
更换滤波电容和整流模块。
▲整流模块老化损坏。
措施:更换整流模块。
②变频器输出电压偏低。
输出电压偏低是因为主回路直流电压低于正常值造成。另外还有逆变模块老化,驱动信号幅值较低造成。首先,用万用表测量直流高压值,确定二个原因中的那一个原因。
▲整流模块有一个以上整流二极管损坏,整流电路缺相整流,输出的脉动直流电压低于正常值,使主回路直流电压低于正常值,造成变频器输出电压偏低。
措施:更换整流模块。
▲滤波电容老化,容量下降。在带动电动机运行过程中,充放电量不足,造成变频器输出电压偏低。
措施:更换滤波电容。
▲逆变模块老化。开关元件在导通状态时,有较高的电压降,造成变频器输出电压偏低。
措施:更换逆变模块。
▲驱动信号幅值偏低,使逆变模块工作在放大状态,而不是在开关状态。造成变频器输出电压偏低。
措施:检查驱动电路,并处理之。
③变频器输出电压缺相(电动机出现缺相运行现象)
变频器输出电压缺相,是由于逆变电路中,有一个桥臂不工作所致。
▲ 逆变模块中有一个桥臂损坏,更换逆变模块。
▲ 驱动电路有一组无输出信号,使逆变电路有一个桥臂不工作。
措施:检查处理损坏的一组驱动电路。
④变频器输出电压波动(电动机抖动运行)
▲有一个或不在同一桥臂上的一个以上的开关元件损坏开路。要更换逆变模块。
▲有一个或不在同一桥臂上的一个以上的驱动信号不正常,导致相应的开关元件不工作。
措施:检查驱动电路,并处理之。
措施:分析和处理方法同前故障①