變頻器驅(qū)動電路輸出能力不足的原因

圖8-24所示為DVP-1 22kW臺達變頻器驅(qū)動電路帶負載能力測量電路。圖8-24中GU、EU為脈沖信號輸出端子，外接IGBT的G、E極，檢修驅(qū)動板時已與主電路脫離。點畫線框內(nèi)為外加測量電路。為電源／驅(qū)動板上電后，配合啟動和停止操作，在m、n點串入萬用表直流250mA擋，與I5Q、3W的外加測量電阻構(gòu)成回路，檢測各路驅(qū)動電路的電流輸出能力。測得啟動狀態(tài)下，有5路輸出電流值均在150mA左右，一路輸出電流僅為40mA，裝機運行后跳OC的故障原因就在于此，該路驅(qū)動電路的驅(qū)動能力不足。停機狀態(tài)測得各路電流值均為50mA左右，負壓供電能力正常。

串接RC起到限流作用，選取電阻值及功率值與柵極電阻相等 （圖8-24中R45的參數(shù)值），以使檢測效果明顯。

對驅(qū)動電路做功率輸出能力的檢測，可以確定驅(qū)動電路正常。在驅(qū)動電路與主電路連接的試機過程中，以低壓直流電源或在供電回路串接燈泡等措施，進一步檢測逆變輸出回路的故障。正常后，再恢復(fù)逆變回路的正常供電。

驅(qū)動電路輸出能力不足由以下兩方面的原因造成：

（1）電源供電能力不足?？蛰d情況下，檢測輸出正、負電壓往往達到正常的要求，即使帶載（如接入IGBT后）情況下，雖然對IGBT的C極瞬時充電能力不足，但因充電時間太短，往往也測不出供電電壓的低落。不帶上電阻負載，這種隱蔽故障幾乎不能被檢測出來，電源電路的常見故障為濾波電容失容。如圖8-24中C41因長期運行，內(nèi)部的電解液干涸，其容量由幾百微法減小為幾十微法，甚至為幾微法。另外，可能有整流管低效，如正向電阻變大等，也會造成電源輸出能力不足。

（2）驅(qū)動IC內(nèi)部輸出電路不良或后置放大器V4、V10導(dǎo)通內(nèi)阻變大等。如帶載后檢測電源電壓無低落現(xiàn)象，檢測DPH4T250V輸出電壓偏低，則為DPH4T250V不良，否則更換V4、V10等元件。

需要說明的是：正向激勵電壓的不足，只會表現(xiàn)出電動機振動劇烈、輸出電壓移相、頻繁跳OC故障等現(xiàn)象，雖然有可能使電動機繞組中產(chǎn)生直流成分出現(xiàn)過電流狀態(tài)，但對模塊不構(gòu)成爆裂的危害；而負向截止電壓的丟失和柵極電阻、旁路電阻的斷路，則表現(xiàn)為上電時正常，一按動啟動按鍵，IGBT逆變模塊便會馬上爆裂。

（1）電路原理。驅(qū)動電路的供電由開關(guān)變壓器的4個相互隔離的二次繞組的輸出，經(jīng)整流濾波，再由R、VD穩(wěn)壓電路分解為4路正、負電源，供驅(qū)動電路使用。逆變功率輸出電路上3臂IGBT的驅(qū)動，因信號地不能共用，由3組驅(qū)動電源單獨提供；下3臂IGBT的驅(qū)動，因3只管子的E極是共N的，故采用了一組供電，該組供電是由雙繞組正、負整流、濾波輸出的。

上3臂IGBT的驅(qū)動IC采用專用驅(qū)動芯片PC923，下3臂IGBT的驅(qū)動IC采用內(nèi)含模塊故障檢測電路的PC929。由PC923內(nèi)部電路和9腳外接元件，對下3臂IGBT管壓降進行檢測，向CPU發(fā)出SC或OC故障信號，實施停機保護。

PC923、PC929輸入側(cè)均為發(fā)光二極管，輸入脈沖信號使發(fā)光二極管點亮或熄滅，光敏二極管通過光信號的強弱導(dǎo)通或截止，將輸入光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海娏鳎┬盘栞斎隝C內(nèi)部后級放大器。驅(qū)動IC輸出的驅(qū)動脈沖信號經(jīng)柵極電阻引入模塊的 （GU、EU） - （GZ、EZ）6組控制信號輸入端子。本機為小功率機型，采用一體化模塊，整流和逆變電路都集成在模塊內(nèi)部。另外，模塊內(nèi)部還集成了IGBT制動開關(guān)管，在直流回路過電壓制動電路起控時，由排線端子CON7的15腳輸入制動脈沖信號，由光耦合器PC4驅(qū)動模塊內(nèi)部的IGBT制動開關(guān)管。

PC929的9腳為IGBT導(dǎo)通管壓降信號輸入腳，與外電路配合，檢測IGBT導(dǎo)通時的管壓降，大于起控閾值時，內(nèi)部IGBT保護電路動作，控制下3臂IGBT的軟關(guān)斷，同時8腳輸出低電平，接通了PC5光耦合器的輸入電流通路，PC5將OC信號報給CPU。下3臂lGBT的任一臂出現(xiàn)過電流，都會控制PC5送出OC信號，由CPU中止6路脈沖信號的傳輸，實施停機保護動作。

（2）對驅(qū)動電路的故障檢測。

1）當(dāng)逆變電路損壞后，驅(qū)動電路也受到?jīng)_擊，出現(xiàn)驅(qū)動IC損壞，柵極電阻、旁路電阻損壞等故障，可將損壞模塊拆除，為電源／驅(qū)動板單獨接入+500V維修直流電源，令開關(guān)電源起振工作后進行檢修。將損壞元器件換新后，可將IGBT管壓降檢測電路的a、b、c三點對驅(qū)動電源的0V供電線短接，為PC929的9腳人為地輸入“IGBT正常開通”的信號，使保護電路不起控，CPU正常輸出6路脈沖信號，以利于檢修工作的進行。

2）當(dāng)逆變回路正常，驅(qū)動電路本身故障時，因一體化模塊拆除困難，可將逆變電路的P端正供電切斷，將a、b、c三點對驅(qū)動電源的OV供電線短接后，上電檢修。將故障修復(fù)后，拆除短接線，再恢復(fù)逆變回路的供電。