[精品]变频器不平衡输出浅谈

1、1引言在上世纪80、90年代变频器刚开始进人我国市场发展到口前广泛被接受，并应用于冶 金，纺织，印染，印刷，烟机生产线，及楼宇，供水等领域。由于变频器确实在电气传动调 速方面比传统调速有多方面的优越性，如节能，设备小型化，提高舒适性，如电梯，电车等, 可实现自动化控制提高控制精度，提高产品的质量，提高生产效率和产品合格率，变频器今 后在我国会日益广泛应用。变频器由于是电子产品，理论上它有设计使用年限，在实际应川中有时要报警出故障， 它的故:障概率如图1所示。故障率'耗损故障率i1时间騙5年以上i图1变频器的故障示意图实际应丿u中变频器故障率与正确使用，维护保养和使用环境也有关系。从图1

2、中不难看 出变频器维修领域的前景。变频器不平衡输出是变频器常见典型故障，在这里浅谈供广大同 行讨论。2变频器的逆变器基本丄作原理变频器三相（u v w）交流输出频率波形质圖和电压平衡的程度直接影响异步电动机调 速运行的状态与电机寿命，更重要足影响变频器的寿命，一台经维修后的变频器，u、v、 w三相交流输出的波形符合要求和电压平衡是最基本的。通常变频器主要有:主电路igbt.或gto等功率开关器件构成逆变器给异步电动机捉 供调压调频的电源，此电源输出的电压或电流及频率由控制回路的控制指令进行控制，而控制指令是由外部的运转指令运算获得，对于需要精密控制速度或快速响应的场合其运算还应 包含由变频器主

3、电路和传动系统检测出來的信号以进行闭环控制。保护电路的构成，除应防 止因变频器主电路的过电压保护，过电流保护，主电路过热保护引起的故障外，述应保护界 步电动机及传动系统等等，因此直接影响u、v、w输出主电路的逆变器故障足至关重要的。逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要频率的交流功率，以所确定的时间使上桥与卜桥的6个功率开关器件导通和关断。如图2所示。图2逆变器示意图图2中，s1-s6组成了桥式逆变电路，这6个开关交替接通和关断就可以在输出端u、v、w三相上得到相位互相差2/3兀的三相交流电压。由此可见驱动电路中s1-s6开与关 时电压波形一致，对输出电压平衡尤其重要。图3是在维修变

4、频器中碰到比较典型的igbt 栅极驱动电路。栅极驱动电路开通时，输出一个1 5v的正栅极电压。这个值足够令igbt产生完全饱和， 并使其通态损耗减至最小，同时也限制了短路电流和它所带来的功率应力。当栅极屯压处于 零时，igbt处于断态是为了保证igbt在集电极发射极电压出现dv/dt噪声时仍保持关 断，需要在栅极上施加一个关断偏压，采用反向偏压还叮以减少关断损耗。h系列igbt反向偏压在-5v-15v范围内。3变频器输出不平衡及对策在实际维修中u、v、w输出不平衡可分为三种情况：(1) 变频器显示器显示:(missmg moto phase)输出缺和，如排除检测电路故障，则通 过直接检查igb

5、t模块和驱动电路，结论为igbt模块损坏，同时驱动电路也有问题。通过 更换igbt模块和驱动电路上元器件如光耦，pnrnpn 对驱动晶体管，电解电容，稳压 管等基本能解决问题。(2) 变频器输出u、v、w之问相差100v左右，(输出380v为例)驱动电路中s1s6中 间的某一路驱动电路无驱动电压和驱动信号波形，通过测量输出端了 u、v、wp之间。(3) u、v、wn之间直流电压，可找到这一路驱动电压不正常或没有驱动信号波形，它 导致u、v、w中的某一相不能正常工作所引起相位差。解决办法为检查驱动电路电压是否正常，光耦是否坏了，电解电容是否漏液等。通过示 波器测量6路波形符合技术要求，问题也就可

6、解决了。还有另一种现象是变频器u、v、w三相输出交流电压之问相差大于3%,虽然能使用， 但是不能长期使用和大负载使用。这主要是驱动电路s1s6之间主要器件不对称所至，如 晶体管的技术参数，稳压管的参数，电容的液枯，漏液和漏电等，6路報动电路上器件的耗损 使其参数上有一定的差别，导致变频麗输出u、v、w之间产生微小的电位差。上述情况 虽然能使用，但是技术上是不能容许的。我公司追求精益求精对各种器件通过筛选老化，如 晶体管技术参数和稳压管技术参数一致、配对等，保证驱动电路中驱动信号符合技术要求, 确保igbt模块饱和，导通时间上一致是由器件上的质量保证，修理好的变频器在做负载试 验时，电动机运转中电动机声背轻盈，在修理前和修理后带和同功率电动机和和同功率负载， 后者的电动机三