如何诊断和处理变频器逆变功率模块故障？
时间：2023-03-06来源：佚名
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逆变电路与整流电路相反，是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W得到相位互差1200电度角的三相交流电压。逆变电路通常指的就是IGBT逆变模块，IGBT模块损坏也是变频器常见的故障。 中、小型变频器一般用三组IGBT（大功率晶体管模块）；大容量的机种均采用多组IGBT并联，故测量检查时应分别逐一进行检测。IGBT的损坏也可引起变频器的OC保护功能动作。 逆变电路测试（以六相模块为例）：将负载侧U、V、W相的导线拆除，使用二极管测试挡，红表笔接P（集电极C1），黑表笔依次测U、V、W，万用表显示的数值应为最大；将表笔反过来，黑表笔接P，红表笔测U、V、W，万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N（发射极E2），黑表笔测U、V、W，万用表显示数值为400左右；黑表笔接P，红表笔测U、V、W，万用表显示数值为最大。各相之间的正反向特性应相同，若出现差别说明IGBT模块性能变差。 用万用表的红、黑两表笔分别测试功率开关管的栅极G与发射极E之间的正反向特性，再次所测得数值都为最大，此时可判定IGBT模块栅极正常。如果有数值显示，则栅极性能变差。当正反向测试结果为零时，说明所检测的一相门极已经被击穿短路。栅极损坏时电路板保护门极的稳压管也将击穿损坏。逆变功率模块损坏的原因如下： （1） 器件本身的质量不好。 （2） 外部负载有严重过流、不平衡、电动机某相绕组对地短路、有一相绕组内部短路、负载机械卡住、相间击穿、输出电路有短路或对地短路。 （3） 负载上接电容或因布线不当对地电容太大，使功率开关管有冲击电流。 （4） 电网电压太高或有较强的瞬间过电压，造成过压损坏。 （5） 功率开关管的过压吸收电路有损坏，造成不能有效吸收过压而使IGB损坏。 （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。 （7） 变频器内部某组电源，特别是IGBT驱动极 、-电源损坏、改变了输出值、或两组电源间绝缘被击穿。IGBT功率器件的前级光电隔离器件因击穿导致功率器件击穿，或因印刷板在隔离器件部位因尘埃、潮湿造成打火击穿导致IGBT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元件瞬间同时导通。 （9） 雷击、水入侵，异物进入，检查人员误碰等意外。 （10）前级整流模块损坏，由主电源前级进入了交流电，造成IGBT损坏。 （11）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，导致短时使用就损坏。并联使用IGBT，在更换时型号、批号不一致，导致各并联元件电流不均而损坏。 （12）变频器内部保护电路（过压、过流保护）的某元件损坏，失去保护功能。 只有查到功率开关管损坏的根本原因，并首先消除再次损坏的可能，才能更换逆变模块。否则，换上去的新模块回再损坏。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，把要被修理的变频器、IGBT模块、电烙铁、人、操作工作台垫板等全部用导线连接起来，使得在同一电位下，进行操作，全部连接的公共点应接地。特别是电烙铁头不能带有高电位，示波器电源要有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。 功率模块与散热器之间涂导热硅脂，保持厚度0.1 ~ 0.25mm,接触面80%以上,紧固力矩按紧固螺钉大小施加,以确保模块散热良好.再装配时要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，要对做了修焊的驱动印刷板进行清洁并防止爬电的涂漆处理，保证绝缘可靠，不要少装和装错零部件。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。 |
