變頻器內(nèi)部故障排查實例分析

【預(yù)備知識】

變頻器：變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的。

【現(xiàn)場還原和檢修】

之前正常停機的高壓變頻器，重新啟動運行，運行不到一天時間，運行中跳停了，開始懷疑是因為配電室空調(diào)沒開，過溫引起的跳停，重新上電后，發(fā)現(xiàn)主板有個黃燈亮了，根據(jù)說明書的上面的描述，這是一個功率單元出問題了，現(xiàn)場拆開檢查發(fā)現(xiàn)IGBT炸了，更換IGBT后還報故障，但是主控板的故障燈是變成了紅燈了的，懷疑功率單元主控板有問題，現(xiàn)場有一塊板據(jù)說可能可以使用，更換后還出問題，同時聞到糊味；再次拆開檢查，發(fā)現(xiàn)直流電壓取樣后處理的電路上的一個電阻燒了，而且此時功率單元上面的燈一個也不亮，主控板的故障燈是紅燈了的；根據(jù)這些現(xiàn)象，然后細看功率單元內(nèi)的控制板電路分析，覺得剛才換下的主功率單元的控制板可能沒有壞，壞的是第一次更新的IGBT及其從炸的IGBT上拆下來的觸發(fā)控制板，同時仔細檢查發(fā)現(xiàn)上一次更換的主控板，從直流母線上去直流電的極性接錯——P/N接反。重新?lián)Q回舊的功率單元主控板，換一個備用的IGBT及控制板，上高壓電，自檢通過，故障消失。

期間要從這樣18個的功率單元判斷出哪一個功率單元發(fā)生故障，這點不得不佩服國產(chǎn)高壓變頻器的強大，首先主控板上的指示燈可以指出位置，然后打開高壓變頻器功率單元的柜門，看功率單元下部的指示燈也可以看的出此功率單元是否故障。否則18個挨個拆開，那是很累人的。

據(jù)說此柜子，在某碼頭呆了半年多，然后現(xiàn)場開箱時打開集裝箱－－里面是有水的。然后，以前也炸過的，估計有些東西沒換完，后續(xù)運行又暴露了。

在管子的側(cè)面有型號的，當(dāng)然你等他炸了才看，那是看不到的，至于如何檢查，說句實話咱心里真沒底，幸好有度娘啊，可以找到這個型號的參數(shù)，也證實了現(xiàn)場和施工單位的技術(shù)人員討論（其實是爭論）的一個事實，他建議要求變頻器廠家把這個IGBT改成300A的，然后我依稀記得這個型號就是300A的，告訴現(xiàn)場本身就是300A的；

對于這個型號，根據(jù)度娘出來的資料，看看內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)到底是咋樣的

【IGBT檢測】

一般書上或論壇上介紹的檢測的IGBT方法很多，好多都是需要用指針式的萬用表來檢查的，咱現(xiàn)場也沒有，不過現(xiàn)場有新模塊，也有不知道是新還是舊的模塊，能否用手上的FLUKE179來判斷能否使用呢？看現(xiàn)場的東西，觸發(fā)線是4根的，覺得是對應(yīng)上圖的HALFBRIDGE圖片的接線方式的（開始沒注意到管子上其實標(biāo)了6754的標(biāo)識的，只是白色的管子寫了白色的字，檢測完然后初步判斷出這個標(biāo)識結(jié)果，然后細看才看到的。因為不細心，給自己添加了麻煩）；當(dāng)時是這樣判斷的：

不管現(xiàn)場標(biāo)號了，初步判斷中間那就是傳說中的2了，然后哪端是1哪段是3，然后紅表筆接2，然后黑表筆接1 ，讀數(shù)是29，反向不通；然后紅表筆接2，黑表筆接3，讀數(shù)是58，反向不通。分析這個差距的原因，2-1流向，測的是一個二極管的。測2-3，是測了2個二極管的；然后搭接觸發(fā)極：找根短線給6接到萬用表的紅上面，然后1接萬用表的正，2接福，1-2導(dǎo)通了；根據(jù)這個新管的測量結(jié)果，然后測量現(xiàn)場一個帶有尾部觸發(fā)端子上的小板子的可控硅是好的，數(shù)據(jù)基本一樣就咱就認(rèn)為是好的了；

總結(jié)：其實這種IGBT模塊，咱這個測量辦法，測的就是IGBT上反并聯(lián)的保護二極管，測出的電阻就是二極管的電阻，只是初步判斷而已。而給觸發(fā)極6和5接上紅表筆，才是真正判斷IGBT本身是不是有問題的。

高壓變頻器已經(jīng)運行；另外重新給控制柜送電，發(fā)現(xiàn)這個高壓變頻器的觸摸屏面板，其實不是咱們常見的普通觸摸屏，原因它的操作系統(tǒng)不是WINCE，而是WINXP專業(yè)版的。

IGBT是2個并聯(lián)的，按道理是2個會同時壞的，開始也以為是控制板和驅(qū)動引起的，但是控制板舊的可以繼續(xù)使用，另一個IGBT現(xiàn)在繼續(xù)運行；炸的IGBT上的觸發(fā)上面的小控制板，拆下來換到新的IGBT上，還報故障的；所以我覺得就是那小板引起的，小板看就是電阻啊。進線的快熔燒壞了的，快熔也換了。所以覺得這個快熔起的保護作用還可以。

【小貼士】

IGBT：絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。IGBT綜合了GTR和MOSFET兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。一般所說的IGBT也指IGBT模塊，IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品；封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上。