变频器逆变功能模块故障判断及处理方法

变频器逆变功率模块主要有IGBT、IPM 等，检查外观是否已炸开，端子与相连印制板是否有烧蚀痕迹。用万用表查C-E、G-C、G-E 是否已通，或用万用表测P 对U、V、W 和N 对U、V、W 电阻是否有不一致，以及各驱动功率器件控制极对U、V、W、P、N 的电阻是否有不一致，以此判断是哪一功率器件损坏。
损坏的原因分析
　　（1）器件本身质量不好。
　　（2）外部负载有严重过电流、不平衡，电动机某相绕阻对地短路，有一相绕阻内部短路，负载机械卡住，相间击穿，输出电线有短路或对地短路。
　　（3）负载上接了电容，或因布线不当对地电容太大，使功率管有冲击电流。
　　（4）用户电网电压太高，或有较强的瞬间过电压，造成过电压损坏。
　　（5）机内功率开关管的过电压吸收电路有损坏，造成不能有效吸收过电压而使IGBT损坏，如图1所示。
　　（6）滤波电容因日久老化，容量减少或内部电感变大，对母线的过压吸收能力下降，造成母线上过电压太高而损坏IGBT。正常运行时母线上的过电压是逆变开关器件脉冲关断时，母线回路的电感储能转变而来的。
　　（7）IGBT或IPM功率器件的前级光电隔离器件因击穿导致功率器件也击穿，或因在印制板隔离器件部位有尘埃、潮湿造成打火击穿，导致IGBT、IPM损坏。
　　（8）不适当的操作，或产品设计软件中有缺陷，在干扰和开机、关机等不稳定情况下引起上下两功率开关器件瞬间同时导通。
　　（9）雷击、房屋漏水入侵，异物进入、检查人员误碰等意外。
　　（10）经维修更换了滤波电容器，因该电容质量不好，或接到电容的线比原来长了，使电感量增加，造成母线过电压幅度明显升高。
　　（11）前级整流桥损坏，由于主电源前级进入了交流电，造成IGBT、IPM损坏。
　　（12）修理更换功率模块，因没有静电防护措施，在焊接操作时损坏了IGBT。或因修理中散热、紧固、绝缘等处理不好，导致短时使用而损坏。
　　（13）并联使用IGBT，在更换时没有考虑型号、批号的一致性，导致各并联元件电流不均而损坏。
　　（14）变频器内部保护电路（过电压、过电流保护）的某元件损坏，失去保护功能。
　　（15）变频器内部某组电源，特别是IGBT驱动级 、-电源损坏，改变了输出值或两组电源间绝缘被击穿。
　　只有查到损坏的根本原因，并首先消除再次损坏的可能，才能更换逆变模块，否则换上去的新模块会再损坏。
　　（1）IGBT 同绝缘栅场效应管一样要避免静电损坏。在装配焊接中防止损坏的根本措施是，把要修理的机器、IGBT 模块、电烙铁、人、操作工作台垫板等全部用导线连接起来，使得在同一电场电位下进行操作，全部连接的公共点如能接地就更好。特别是电烙铁头上不能带有市电高电位，示波器电源要用隔离良好的变压器隔离。IGBT模块在未使用前要保持控制极G 与发射极E 接通，不得随意去掉该器件出厂前的防静电保护G-E 连通措施。
　　（2）功率模块与散热器之间涂导热硅脂，保证涂层厚度0.1耀0.25 mm，接触面80%以上，紧固力矩按紧固螺钉大小施加（M4 13 kg·cm，M5 17 kg?cm，M6 22 kg?cm），以确保模块散热良好。
　　（3）机器拆开时，要对被拆件、线头、零件做好笔记。再装配时处理好原装配上的各类技术措施，不得简化、省略。例如，输入的双绞线、各电极连接的电阻阻值、绝缘件、吸收板或吸收电容都要维持原样；要对作了修焊的驱动印制板进行清洁和防止爬电的涂漆处理，以及保证绝缘可靠，更不要少装和错装零部件。
　　（4）并联模块要求型号、编号一致，在编号无法一致时，要确保被并联的全部模块性能相同。
　　（5）对因炸机造成铜件的缺损，要把毛刺修圆砂光，避免因过电压发生尖端放电而再次损坏。

1.1.4 更换模块后的通电
　　经常会更换模块后，一通电又烧毁了。为防止此类事故，一般在变频器的直流主回路里串入一电阻，电阻阻值为1耀2 k赘，功率50 W以上，由于电阻的限流作用，即使故障开机也不会损坏模块。空载时流过电阻的电流小，压降也小，可做空载检查。
　　一般只要空载运行正常，去掉电阻大都会正常。