《大庆景宏维修》PPT课件.ppt

大庆景宏,变频器维修培训与技术指导,介绍ACS800-07变频器的故障处理与维修 - 贺金山,变频器维修指南,问题,1.什么是变频器 2.变频器的组成,变频器的常识,1、什么是变频器？ 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、电压型与电流型有什么不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。,变频器产品中的高新技术： 1、微处理器技术： 多个CPU协同工作：管理，核心，键盘，上位机等。 2、电力电子技术： IGBT，IPM（智能），PIM（集成）GTR。 3、自动控制技术： 矢量控制，DTC控制，V/F控制，模糊控制， 遗传控制，预测控制，PWM技术； 4、网络技术： 局域网，互联网，远程监控； Profibus BUS，Interbus-S，Device NET，I/O Interface；,1、变频器产品的高新技术,1、电动机的基本特性： 电动机是将电能转化为机械能的主要电气设备。 电动机的主要参数有：电流、转速、转矩；电压、功率。 电动机的转速方程是：N = 60 * f * (1-s) / p N：电动机的转速； f：定子电源频率； P：极对数； S：转差率； 电动机的调速方案： 1、改变电源频率f； 通过变频器实现。 2、改变极对数p； 变极电动机。 3、改变转差率s； 转子绕线电动机。,一、电动机、变频器的基本概念。,2、变频器的基本特性： 变频器是将固定频率、电压的电源，变成频率、电压可变的电源变换装置。 电动机调速时，如果仅改变频率而不改变电压，电动机的磁通将饱和，导致电动机电流增大，电动机发热严重，甚至烧毁。 变频器驱动电动机时，电压、频率要同时有规律的变化。 变频器是电力电子技术，计算机技术、控制技术高速发展的结果。 计算机技术：专用电动机控制芯片；DSP，单片机等； 控制技术：矢量控制、参数自适应、PWM技术、无传感器速度辨识等； 电力电子器件：晶闸管、功率场效应管（MOSFET）、IGBT、IPM、PIM等。 IGBT：绝缘栅双极晶体管；大功率变频器使用； IPM；智能功率模块；中等功率变频器使用； PIM：功率集成模块；小功率变频器使用；,一、电动机、变频器的基本概念。,变频器常识,5 DTC控制（直接转矩控制） 上世纪90年代，由ABB公司出了DTC控制模式的变频器 DTC控制技术于上世纪80年代中期提出，产品成形于90年代中期。最早出现的产品型号是ACS600，经过近10年的发展，现已被ACS800替代。 和矢量控制不同，DTC控制简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬间空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得的差值，实现磁链与转矩的直接控制。这种控制模式和其他控制模式在相同处理器的条件下，DTC模式下的运算处理更快，这意味着在负载转矩变化时，可以更加快速的响应负载转矩的变化。 6变频器工作原理 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。,二、变频器的构成和工作原理。,1、变频器的主回路构成： 主回路的电路构成： 电源输入整流桥启动电阻母线电容逆变桥电源输出。 制动单元。,整流桥,启动电阻,输入交流电源,母线电容,逆变桥,交流输出,制动单元,2、变频器的控制回路构成： 控制回路的电路构成： 键盘板控制板接口板驱动板电源板保护板等。,二、变频器的构成和工作原理。,3、变频器的工作原理： 整流桥：一般由三相全波整流桥构成，对工频三相交流电源进行整流，给逆变电路和控制电路提供直流电源。由二极管构成。 直流中间电路：对整流电路的输出波形进行平滑，提高直流电源的质量，同时储存、吸收能量。由大容量的电解电容构成。 逆变桥：在控制电路的控制下，将直流电源转换为频率、电压均可任意调节的交流电源，实现对电机的调速控制。逆变桥由可控的半导体器件构成，目前主流是IGBT。 控制电路：根据用户指令、检测信号，向逆变桥发出控制脉冲，控制变频器的输出。同时检测外部接口信号，变频器内部工作状态等，以及进行各种故障保护。,二、变频器的构成和工作原理。,故障发生时该做什么,维修中常用的十个维修方法：,a) 看：看故障现象，看故障原因点，看整块单板和整台机器； b) 量：用万用表量怀凝的器件，虚焊点，连锡点； c) 测：测波形，上工装测单板； d) 听：继电器吸合的声音，电感 变压器 接触器有无啸叫声； e) 摸：摸 IC,MOS 管，变压器是否过热； f) 断：指断开信号连线（断开印制线或某些元器件的管脚）； g) 短：把某一控制信号短接到另一点； h) 压：由于板件虚焊或连接件松动，用手压紧后故障可能会 消失； i) 敲：此办法对判断继电器是否动作有较好效果； j) 放：在拆卸单板或量电阻阻值前要先把电容的电放掉；,变频器维修的步骤,变频硬件检测分两步： 一.冷态测试：是在不通电的状态下测量其主回路是否正常，主要就是检查主回路的整流模块、缓冲电阻、直流电抗器，滤波电容，逆变模块的是否损坏。 1、整流电路的检测：找到变频器直流母线的+、-端子，将数字万用表打到二极管测试档，黑表笔接到端，红表笔依次打到R、S、T，此时万用表显示应该为一般二极管导通压降，一般在0.30.5V之间，大机稍低一点，三相显示值正常应该相差无几，即三相应该平衡，若其中一相或几相偏小则说明该相整流桥短路损坏，偏大则说明该相已经击穿开路；然后将红表笔接端，黑表笔依次打到R、S、T三相，以相同的依据判断其好坏。如果上桥三相开路，下桥三相管压降对称，可判断缓冲电阻或直流电抗器可能烧坏。 2、逆变模块电路的检测：同样是将数字万用表打到二极管测试档，将红表笔接端，黑表笔依次接U、V、W，正常的话万用表显示值一般应在0.30.6V之间，大机稍低，且三相应该平衡，如果显示值偏小则说明该相模块内部已经短路损坏，偏大说明已经击穿开路；然后将黑表笔接端，红表笔依次接U、V、W，依照前面介绍的相同的方法判断其好坏。,用指针表判断模块的好坏： C1对应我们英飞凌IGBT的3脚 E1对应的是5脚 G1对应的是4脚、 C2E1对应的是1脚 G2对应的是6脚 E2对应的是2脚和7脚,G1,E1（4，5脚）为上桥驱动，E1（5脚）与C2E1（1脚）输出端相通；G2,E2(6,7脚)为下桥驱动，触发负端（7脚）与直流母线负端（2脚）相通。 主回路的判断：把指针表打到“1K”档，测量上桥时，红表笔接“+”（C1脚，3脚），黑表笔接输出端（C2E1，1脚）；测量下桥时，红表笔接输出端（C2E1，1脚），黑表笔接直流母线“-”端（E2，2脚），正常时，大概指针指在3K左右的位置。 任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。 注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R10K挡，因R1K挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT的好坏。此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏,将万用表拨在R10K挡，测量正端门极驱动时，用黑表笔接IGBT的集电极（ C1脚，3脚），红表笔接IGBT的发射极（ C2E1，1脚），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G1，4脚）和集电极（C1，3脚），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G1，4脚）和发射极（E1，5脚），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。 测量正端门极驱动时，用黑表笔接IGBT的集电极（ C2E1，1脚），红表笔接IGBT的发射极（ E2，2脚），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G2，6脚）和集电极（ C2E1，1脚），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G2，6脚）和发射极（E2，7脚），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。,二、热态测试：所谓热态测试即在检查变频器主回路电路正常的情况 下，对变频器进行上电测试，在上电前必须注意以下几点： 1. 上电之前，必须确认电源输入电压与变频器电压等级相符合，若690V电压接入220V电压等级的变频器中将会出现炸机事故（炸电解电容、压敏电阻、整流模块等）。 2. 检查变频器各接插口是否正确连接，连接异常或者松动时可能导致变频器故障，如驱动线未插紧或插错位会导致模块损坏，在检查时应重点检查该部分线路。 3. 上电后查看直流母线电压（930V左右）显示是否正常，有无故障显示，有故障显示则初步判断故障原因并作相应维修处理，如未显示故障，查看故障记录和运行时间，再进行空载运行，查看其输出电压是否正常，三相输出是否平衡，空载运行测试其参数都正常后则可进行带负载测试了，测试的主要指标有三相输出电压，输出电流大小是否正常，三相是否平衡，过载能力是否正常等等。,原因多是因为人们不了解变频器,与安装,使用,维护不当有关，也和变频器自身 质量问题或存在缺陷有关！,1.变频器输入端子及输入侧电器端子松动，端子过热，如不及时处理将导致 变频器三相工作变单相工作和烧坏送电设备等。,2.变频器输出端子及输出侧电抗器电动机端子松动，电动机单相运行，损坏 逆变和整流模块或殃及电机。,3.电动机线圈与电缆线对地或相间短路(因长期过载运行且保护系数设置不匹配)， 损坏逆变与整流模块。,4.制动单元损坏，失去制动功能或使整流桥负荷增大导致模块过热损坏。,5.变频器输出侧的端子接三相电源，逆变模块过热损坏。,6.使用环境的影响：腐蚀性气体与粉尘，使变频器内部元器件腐蚀，放电、短路 与损坏，风道堵塞、损坏风扇， 导电颗粒可使变频器内部短路损坏。,7.外围设备有问题，包括从电源到负载。,ACS800-07故障处理,过电流故障用电流表和变频器参数双重复核 电缆故障：维修或更换！ 负载过重或盘根紧或卡住：查负载！ 电机故障：修电机！ 负载突变：排除负载故障。 软件缺陷：完善软件之前改参数能保证运行就行。 辨识不好：重做！ 加速时间太短：延长加速时间至适当！ 环境引起的线路板腐蚀或元件损坏。维修或换件！ 变频器自己坏了：维修或换件！,减速运行过电压：减速时间短，应加长！ 设备运行有发电过程，加装制动单元或启用过压控制功能！ 电网电压过高：调低电源电压！,过电压：测量或读出直流母线电压930V正常,欠电压：,电源电压不足或有瞬时掉电行为。升容！检修！ 电源缺相，检查供电回路！ 半控桥整流时有没打开的或不完全打开的或有一只损坏，检修！,输入缺相： 电源缺相：查供电！ 整流桥坏或未打开。查件或驱动连接！ 检测电路故障。换板件！,输出缺相： 电机电缆存在断路：检修！ 变频器特性有:其他矢量和DTC控制运行时也都要求接电机运行的。改成标量 可以脱负载运行。 当不能判断变频器是否功能故障时，可以用钳形电流表测量得出正确值！ 也可能是不明原因或干扰产生的误报。不好判断！,检测输出电流过大易报短路故障；过电流程度低就报过电流故障；三相电流 不平衡时可能会报接地故障，测量电流确定！ 检测电路坏或真有件坏了。 电机或电缆确实存在问题：断开电缆让变频器空运行一下，还报这个故障 就是变频器坏了；不报则是电机电缆故障。断开电缆后摇一下电缆和 电机的绝缘，绝缘能力不够另行解决；有时接线偶尔碰壳或接零的事 也有，量啥都正常，运行也不总出故障，偶尔报接地。 解决方法：变频器故障换板件和IGBT,ACS800-07 Construction 结构,ACS800-07外观,ACS800-07柜体,1 柜体框架 2 冷热空气隔离板 3 电源输入电缆（包括PE） 4 熔断开关 5 接触器 6 变频器模块 7 电机电缆（包括接地） 8 电机和IO控制单元-RDCU (包括 RMIO 板) 9 外部控制电缆,ACS800-07/0070-0610KVA 结构,ACS800-04,ACS800-04,ACS800-07 R6-R8 construction,Cooling air out,Top entry and exit for cables 顶进出电缆,Bottom entry and exit for cables 底进出电缆,Mains disconnector 主断路器,Contactor (option) 主接触器（可选）,ACS800-04 drive unit ACS800-04单元,Supply terminals 电源端子,Motor terminals 电机端子,ABB Common Cabinet（CC柜体） width 800 mm,Cooling air in 冷却空气,Hinged frame for control board and options 铰链选件摇门,ACS800-07打开柜门,ACS800-07 R6-R8 types 单模块类型,MAX. RANGES: 610KVA,ACS800-04 Construction 结构,内部结构和输入和输出接线,整流部分,ACS800-04整机R8模块,制动斩波器的位置和结构,IGBT,插线不到位,按压到位,内部电路板,产品型号和序列号,可选项1,可选项2,安全检查列表和启动,启动步骤,制动电阻外接和制动电路调试,制动斩波器故障记录,在制动