一、判断
逆变器电源模块主要有IGBT、IPM等,检查外观是否已炸裂,端子与连接的印制板是否有烧蚀痕迹。用万用表检查C-E、G-C、G-E是否导通,或用万用表测量P上的U、V、W和N上的U、V、W电阻是否一致,以及驱动功率器件控制上的U、V、W、P、N电阻是否一致,以确定是哪个功率器件损坏。
二、查找损坏原因
(1)装置本身质量不好。
(2)外部负载过流严重,不平衡,电机一相绕组电阻对地短路,一相绕组电阻内部短路,负载被机械卡住,一相射穿,输出线有短路或对地短路。
(3)负载接了一个电容,或由于接线不当,电容对地过大,造成功率管有浪涌电流。
(4)用户电网电压过高,或出现强烈的瞬间过电压,造成过电压损坏。
(5)机内功率开关管的过电压吸收电路损坏,导致IGBT不能有效吸收过电压而损坏,如下图所示。
(6)滤波电容由于老化、容量减小或内部电感变大,母线过电压吸收能力降低,导致母线过电压过高而损坏IGBT.正常运行的母线过电压被逆变开关器件脉冲关断,母线回路电感储能转变。
(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,或因印制板隔离器件部件中的灰尘和水分引起火灾击穿,造成IGBT、IPM损坏。
(8)操作不当或产品设计软件的缺陷,在干扰、上电、断电等不稳定的条件下,可能会造成上、下功率开关器件瞬间同时开通。
(9)雷击、房屋漏水侵入、异物进入、检查人员误碰等事故。
(10)检修后更换滤波电容,但电容质量不好,或与电容连接的导线比以前长,使电感量增大,造成母线过电压幅值明显上升。
(11)前级整流桥损坏,由于主电源前级进入交流电,造成IGBT和IPM损坏。
(12)维修和更换电源模块时,由于没有静电保护措施,在焊接作业时可能会损坏IGBT,也可能在短期使用中由于维修时散热、紧固和绝缘处理不当而损坏IGBT。
(13)IGBT并联使用时,更换时未考虑型号和批号的一致性,导致各并联元件电流不均匀,造成损坏。
(14)变频器内部保护电路(过压、过流保护)部分元件损坏,导致保护功能丧失。
(15)变频器内部的一组电源,特别是IGBT驱动+、-电源损坏,使输出值发生变化或两组电源之间的绝缘被击穿。
三、更换
只有找出损坏的根本原因,先排除进一步损坏的可能,才能更换变频器模块,否则新模块将再次损坏。
(1)IGBT与绝缘栅FET一样,避免静电损坏。在装配焊接时防止损坏的根本措施是将维修机、IGBT模块、电烙铁、人、操作台垫等全部用导线连接起来,使其在相同的电场电位下工作,全部连接到公共点如接地更好。IGBT模块使用前要保持控制电极G与发射极E的连接,不得在器件出厂前拆除防静电保护G-E的连接措施。
电源模块与散热片之间应涂抹导热硅脂,保证涂层厚度为0.1mm,接触面在80%以上,并根据紧固螺钉的大小施加紧固力矩(M4 13 kg-cm、M5 17 kg-cm、M6 22 kg-cm),保证模块散热良好。
3)机器拆装时,要对拆装部位、螺纹、零件进行记录。原装配上的各种技术措施,在重新装配时都要进行处理,不能简化或省略。如输入双绞线、各电极连接的电阻阻值、绝缘、吸收板或吸收电容应保持原样;已重新焊接的驱动印制电路板应清洗、涂漆,防止爬电,同时保证绝缘可靠,更不能少装、错装零件。
4)并联模块要求型号和编号一致,在编号上不能一致,要保证所有并联的模块性能一致。
5)对于炸机造成的铜质缺陷,应将毛刺磨圆、打磨,避免尖端过电压放电而再次损坏。
四、更换模块后通电
经常更换模块,一通电又烧坏了。为防止这类事故的发生,一般在变频器的直流主回路中装入一个电阻,电阻阻值为1姚2k多余,功率在50W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,可以做空载检查。一般只要空载运行正常,去掉电阻就会正常。
相关链接:维修变频器逆变脉冲回路故障分析
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