近十多年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論向交流電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的滲透，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。幾乎可以說，有交流電動(dòng)機(jī)的地方就有變頻器的使用。其主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。
現(xiàn)在通用型的變頻器一般包括以下幾個(gè)部分：整流橋、逆變橋、中間直流電路、預(yù)充電電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路等。
一臺(tái)變頻器的好壞，驅(qū)動(dòng)電路起著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)就來談?wù)勻?qū)動(dòng)電路常見的??問題以及解決的辦法。
驅(qū)動(dòng)電路只是一個(gè)統(tǒng)稱，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電路本身也經(jīng)歷了從插腳式元的驅(qū)動(dòng)電路到光耦驅(qū)動(dòng)電路，再到厚膜驅(qū)動(dòng)電路，以及比較新的集成驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在前面提到的后三種驅(qū)動(dòng)電路在維修中還是經(jīng)常能遇到的。
幾種驅(qū)動(dòng)電路的維修方法
(1)
驅(qū)動(dòng)電路損壞的原因及檢查
造成驅(qū)動(dòng)損壞的原因有各種各樣的，一般來說出現(xiàn)的問題也無非是
U
，
V
，
W
三相無輸出，或者輸出不平衡，再或者輸出平衡但是在低頻的時(shí)候抖動(dòng)，還有啟動(dòng)報(bào)警等等。
當(dāng)一臺(tái)變頻器大電容后的快熔開路，或者是
IGBT
逆變模塊損壞的情況下，驅(qū)動(dòng)電路基本都不可能完好無損，切不可換上好的快熔或者
IGBT
逆變模塊，這樣很容易造成剛換上的好的器件再次損壞。這個(gè)時(shí)候應(yīng)該著重檢查下驅(qū)動(dòng)電路上是否有打火的印記，這里可以先將
IGBT
逆變模塊的驅(qū)動(dòng)腳連線拔掉，用萬用表電阻擋測量六路驅(qū)動(dòng)電路是否阻值都相同
(
但是極個(gè)別的變頻器驅(qū)動(dòng)電路不是六路阻值都相同的
:
如日業(yè)、日業(yè)等變頻器
)
，如果六路阻值都基本相同還不能完全證明驅(qū)動(dòng)電路是完好的，接著需要使用電子示波器測量六路驅(qū)動(dòng)電路上電壓是否相同，當(dāng)給定一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)六路驅(qū)動(dòng)電路的波形是否一致
;
如果手里沒有電子示波器的話，也可以嘗試使用數(shù)字式電子萬用表來測量驅(qū)動(dòng)電路六路的直流電壓
.
?一般來說，未啟動(dòng)時(shí)的每路驅(qū)動(dòng)電路上的直流電壓約為
10V
左右，啟動(dòng)后的直流電壓約為
2-3V
，如果測量結(jié)果一切正常的話，基本可以判斷此變頻器的驅(qū)動(dòng)電路是好的。接著就將
IGBT
逆變模塊連接到驅(qū)動(dòng)電路上，但是記住在沒有
把握的情況穩(wěn)妥的方法還是將
IGBT
逆變模塊的
P
從直流母線上斷開，中間接一組串聯(lián)的燈泡或者一個(gè)功率大一點(diǎn)的電阻，這樣能在電路出現(xiàn)大電流的情況下，保護(hù)
IGBT
逆變模塊不被大電容的放電電流燒壞，下面就講幾個(gè)在維修變頻器時(shí)和驅(qū)動(dòng)電路有關(guān)的實(shí)例
.
(2)
日業(yè)
616G5
，
3.7kW
的變頻器故障現(xiàn)象為三相輸出正常，但在低速時(shí)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，無法進(jìn)行正常運(yùn)行。首先估計(jì)多數(shù)為變頻器驅(qū)動(dòng)電路損壞，正確的解決辦法應(yīng)該是確定故障現(xiàn)象后將變頻器打開，將
IGBT
逆變模塊從印刷電路板上卸下，使用電子示波器觀察六路驅(qū)動(dòng)電路打開時(shí)的波形是否一致，找出不一致的那一路驅(qū)動(dòng)電路，更換該驅(qū)動(dòng)電路上的光耦，一般為
PC923
或者
PC929
，若變頻器使用年數(shù)超過
3
年，推薦將驅(qū)動(dòng)電路的電解電容全部更換，然后再用示波器觀察，待六路波形一致后，裝上
IGBT
逆變模塊，進(jìn)行負(fù)載實(shí)驗(yàn)，抖動(dòng)現(xiàn)象消除。
(3)
日業(yè)
G9
變頻器故障現(xiàn)在為上電無顯示。接到手估計(jì)可能是變頻器開關(guān)電源損壞，打開變頻器檢查開關(guān)電源線路，但是經(jīng)檢查開關(guān)電源器件線路都無損壞，在
DC
正負(fù)處上直流電壓也無顯示，這個(gè)時(shí)候要估計(jì)到可能是驅(qū)動(dòng)問題，將驅(qū)動(dòng)電路初所有電容拆下，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別電容漏液，更換新的電解電容，再次上電后正常工作。
(4)
日業(yè)變頻器故障現(xiàn)象是變頻器輸出端打火，拆開檢查后發(fā)現(xiàn)
IGBT
逆變模塊擊穿，驅(qū)動(dòng)電路印刷電路板嚴(yán)重?fù)p壞，正確的解決辦法是先將損壞
IGBT
逆變模塊拆下，拆的時(shí)候主要應(yīng)盡量保護(hù)好印刷電路板不受人為二次損壞，將驅(qū)動(dòng)電路上損壞的電子原器件逐一更換以及印刷電路板上開路的線路用導(dǎo)線連起來
(
這里要注意要將燒焦的部分刮干凈，以防再次打火
)
，再六路驅(qū)動(dòng)電路阻值相同，電壓相同的情況下使用視波器測量波形，但變頻器一開，就報(bào)
OCC
故障
(
日業(yè)變頻器無
IGBT
逆變模塊開機(jī)會(huì)報(bào)警
)
使用燈泡將模塊的
P1
和印板連起來，其他的用導(dǎo)線連，再次啟動(dòng)還跳
OCC
，確定為驅(qū)動(dòng)電路還有問題，逐一更換光耦，后發(fā)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)電路的光耦帶檢測功能，其中一路光耦檢測功能損壞，更換新的后，啟動(dòng)正常。
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? 維護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)造成的故障
? 部分變頻器故障是由設(shè)備操作管理人員維護(hù)不當(dāng)或維護(hù)不及時(shí)引起的，有些變頻器長期缺乏正常日常維護(hù)，造成變頻器內(nèi)灰塵多、元器件老化加速，故障頻發(fā)。
預(yù)防措施及解決辦法有：
(1)
加強(qiáng)變頻器的規(guī)范化使用管理，建立變頻器的日常保養(yǎng)維護(hù)制度
? 設(shè)立專人負(fù)責(zé)保養(yǎng)，具體內(nèi)容有做好運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和故障記錄，定期測量變頻器及電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括變頻器輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，變頻器內(nèi)部直流電壓，散熱器溫度，工作環(huán)境溫度、濕度等參數(shù)，與合理數(shù)據(jù)對(duì)照比較，以利于提早發(fā)現(xiàn)故障隱患
;
變頻器如發(fā)生故障跳閘，務(wù)必記錄故障代碼和跳閘時(shí)變頻器的運(yùn)行工況，以便于具體分析故障原因。
(2)
加強(qiáng)日常檢查
? 每半月檢查一次，檢查、記錄運(yùn)行中的變頻器輸出三相電壓，并注意比較他們之間的平衡度
;
檢查記錄變頻器的三相輸出電流，并注意比較他們之間的平衡度
;
檢查記錄散熱器溫度，工作環(huán)境溫度
;
察看變頻器有無異常振動(dòng)、聲響，風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
(3)
加強(qiáng)變頻器的日常保養(yǎng)
? 做到變頻器每季度保養(yǎng)一次，要及時(shí)清除變頻器內(nèi)部的積灰、臟物，將變頻器保持清潔，操作面板清潔光亮
;
在保養(yǎng)的同時(shí)要仔細(xì)檢查變頻器內(nèi)有無發(fā)熱變色部分，阻尼電阻有無開裂，電解電容有無膨脹、漏液、防爆孔突出等現(xiàn)象，
pcb
板有無異常，有沒有發(fā)熱燒黃部位等。
(4)
加強(qiáng)對(duì)變頻器操作、管理人員的變頻器維護(hù)知識(shí)培訓(xùn)
? 提高他們的現(xiàn)場維護(hù)能力，避免因維護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)而造成故障的發(fā)生。
? ?高高變頻器
? 高高變頻器無需升降壓變壓器，功率器件在電網(wǎng)與電動(dòng)機(jī)之間直接構(gòu)建變換器。由于功率器件耐壓問題難于解決，目前直接的做法是采用器件串聯(lián)的辦法來提高電壓等級(jí)，其缺點(diǎn)是需要解決器件均壓和緩沖難題，技術(shù)復(fù)雜，難度大。但這種變頻器由于沒有升降壓變壓器，故其效率較高低高方式的高，而且結(jié)構(gòu)比較緊湊。
高高電流型變頻器
它采用
GTO
，
SCR
或
IG
日業(yè)元件串聯(lián)的辦法實(shí)現(xiàn)直接的高壓變頻，目前電壓可達(dá)
10KV
。由于直流環(huán)節(jié)使用了電感元件，其對(duì)電流不夠敏感，因此不容易發(fā)生過流故障，逆變器工作也很可靠，保護(hù)性能良好。其輸入側(cè)采用可控硅相控整流，輸入電流諧波較大。變頻裝置容量大時(shí)要考慮對(duì)電網(wǎng)的污染和對(duì)通信電子設(shè)備的干擾問題。均壓和緩沖電路，技術(shù)復(fù)雜，成本高。由于器件較多，裝置體積大，調(diào)整和維修都比較困難。逆變橋采用強(qiáng)迫換流，發(fā)熱量也比較大，需要解決器件的散熱問題。其優(yōu)點(diǎn)在于具有四象限運(yùn)行能力，可以制動(dòng)。需要特別說明的是，該類變頻器由于較低的輸入功率因數(shù)和較高的輸入輸出諧波，故需要在其輸入輸出側(cè)安裝高壓自愈電容。
電流型變頻器
由于在變頻器的直流環(huán)節(jié)采用了電感元件而得名，其優(yōu)點(diǎn)是具有四象限運(yùn)行能力，能很方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動(dòng)功能。缺點(diǎn)是需要對(duì)逆變橋進(jìn)行強(qiáng)迫換流，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整較為困難。另外，由于電網(wǎng)側(cè)采用可控硅移相整流，故輸入電流諧波較大，容量大時(shí)對(duì)電網(wǎng)會(huì)有的影響。
電壓型高壓變頻器
由于在變頻器的直流環(huán)節(jié)采用了電容元件而得名，隨著技術(shù)的進(jìn)步，高壓變頻器可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)矢量控制，已經(jīng)成為當(dāng)前傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速的主流產(chǎn)品。
高低高變頻器
采用升降壓的辦法，將低壓或通用變頻器應(yīng)用在中、高壓環(huán)境中而得名。原理是通過降壓變壓器，將電網(wǎng)電壓降到低壓變頻器額定或允許的電壓輸入范圍內(nèi)，經(jīng)變頻器的變換形成頻率和幅度都可變的交流電，再經(jīng)過升壓變壓器變換成電機(jī)所需要的電壓等級(jí)。
