第3章 变频器主电路的维修

1、第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l一、本章基本内容：一、本章基本内容：l1.低压变频器主电路结构、工作原理低压变频器主电路结构、工作原理l包括：主电路内部结构、整流原理、逆变原理。包括：主电路内部结构、整流原理、逆变原理。l2.整流电流不连续造成传导干扰整流电流不连续造成传导干扰l包括：传导干扰的危害、解决方法。包括：传导干扰的危害、解决方法。l3.整流电路的维修整流电路的维修l包括：三相电源的测量、直流母线的测量，通过测量，判断整流电路包括：三相电源的测量、直流母线的测量，通过测量，判断整流电路故障。故障。l4.逆变电路测量维修逆变电路测量维修l包括：电压测量、直流电阻测量，

2、判断逆变模块的好坏。包括：电压测量、直流电阻测量，判断逆变模块的好坏。l二、解决的问题二、解决的问题l 上述测量是在不分解变频器的前提下进行的，能够判断主电路大部上述测量是在不分解变频器的前提下进行的，能够判断主电路大部分故障，操作简单，应用价值高。分故障，操作简单，应用价值高。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.1 主电路工作原理主电路工作原理l3.1.1主电路结构主电路结构l该电路是现在通用的低压变频器主电路图。该电路是现在通用的低压变频器主电路图。不管什么品牌不管什么品牌的变频器，其主电路结构基本如此。因为：的变频器，其主电路结构基本如此。因为：整流整流电路和电路和逆逆

3、变变电路是两个标准模块，没有变化的空间。电路是两个标准模块，没有变化的空间。l3.1.2 整流滤波电路整流滤波电路l1.整流整流lVD1VD6整流二极管，完成将交流电整成直流电的工作。整流二极管，完成将交流电整成直流电的工作。l整流原理：整流原理：第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l1）整流波形）整流波形l三个正弦波形整流为一个直流电，必然有三个正弦波形整流为一个直流电，必然有2/3的区间重合。的区间重合。在重合区没有相电流，只有在重合区没有相电流，只有1/3非重合区有电流。并且电非重合区有电流。并且电流总是从电压最高的相流出，从电压最低的相流进。流总是从电压最高的相流出，从电压

4、最低的相流进。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l2）整流电路减小电流谐波的措施）整流电路减小电流谐波的措施l在输入电路加入在输入电路加入l交流交流和和直流电抗直流电抗l器器，利用电感的，利用电感的l储能作用，可使储能作用，可使l输入电流变得较输入电流变得较l为平滑，减少谐为平滑，减少谐l波，电抗器是变波，电抗器是变l频器的重要外选频器的重要外选l件。件。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l整流电路产生的谐波是造成传导干扰的根源。传导干扰又整流电路产生的谐波是造成传导干扰的根源。传导干扰又分为传导谐波干扰和传导零序干扰

5、。分为传导谐波干扰和传导零序干扰。l解决方法：解决方法：l谐波干扰一是在输入端加屏蔽，防止谐波辐射，二是加谐波干扰一是在输入端加屏蔽，防止谐波辐射，二是加电抗器滤除。电抗器滤除。l零序干扰零序干扰l零序干扰是因为电流不连续，造成电源变压器的中性点和零序干扰是因为电流不连续，造成电源变压器的中性点和负载的中性点电位不相等，产生零序电流。负载的中性点电位不相等，产生零序电流。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l2.滤波滤波l1）滤波电容）滤波电容lC1、C2；均压电阻：；均压电阻：R1、R2l滤波作用：将整流后的直流电滤平。通过滤波电容，可以滤波作用：将整流后的直流电滤平。通过滤波电

6、容，可以使直流电的平均值上升。最高可以达到波峰值。使直流电的平均值上升。最高可以达到波峰值。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.充电限流电阻：充电限流电阻：RL l作用：限制接通瞬间的充电电流，保护整流二极管。当电作用：限制接通瞬间的充电电流，保护整流二极管。当电容上充电电压上升到一定值后，继电器容上充电电压上升到一定值后，继电器SL闭合，电路进闭合，电路进入正常工作状态。入正常工作状态。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修 4.直流母线直流母线l直流母线就是整流后得到的正负电压的两条电源线，正电直流母线就是整流后得到的正负电压的两条电源线，正电的一端叫正母线，负

7、电的一端叫负母线。该母线有相应的的一端叫正母线，负电的一端叫负母线。该母线有相应的外接端子，连接制动电路，在故障测量时有着重要的作用。外接端子，连接制动电路，在故障测量时有着重要的作用。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.2 逆变电路逆变电路l1. 逆变电路器件作用逆变电路器件作用l1）6个个IGBT开关管相当于开关管相当于6只开关，按照只开关，按照PWM波的导通波的导通要求，开通或关闭。要求，开通或关闭。l2）6只二极管起续流作用，因为变频器的负载是电动机，只二极管起续流作用，因为变频器的负载是电动机，为感性负载，感性负载的电流和电压不同相位，会使为感性负载，感性负载的电流

8、和电压不同相位，会使IGBT产生反向电压，当产生反向电压时由续流二极管续产生反向电压，当产生反向电压时由续流二极管续流。流。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修 脉宽调制原理加在惯性环节上的窄脉冲，只加在惯性环节上的窄脉冲，只要面积相等，其效果相同要面积相等，其效果相同第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l逆变电路的开关波形是产生逆变电路的开关波形是产生辐射干扰辐射干扰的根源。的根源。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.2 整流电路的维修整流电路的维修l3.2.1 维修目的维修目的l1. 维修原因维修原因：变频器出现了缺相、欠电压报警跳闸，变频：变频器

9、出现了缺相、欠电压报警跳闸，变频器不能正常工作。器不能正常工作。l2. 故障原因故障原因：外电压缺相、整流管缺相、电容滤波不良、：外电压缺相、整流管缺相、电容滤波不良、限流电阻限流电阻RL损坏、继电器损坏、继电器SL接触不良（损坏）等。接触不良（损坏）等。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3. 维修方法维修方法：首先进行：首先进行R、S、T电压测量，用以鉴别问题电压测量，用以鉴别问题是出在外电路还是变频器。是出在外电路还是变频器。l4. 测量顺序测量顺序：先测量：先测量RST三相电压（三相电压（测接线桩测接线桩），如正常），如正常（三相都为（三相都为380V，不缺相、不欠压），

10、再测量直流母线，不缺相、不欠压），再测量直流母线电压（电压（测接线桩测接线桩），分负载测量和空载测量。），分负载测量和空载测量。 第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l5. 问题初步判断问题初步判断：l1）如直流母线电压空载和负载时都在）如直流母线电压空载和负载时都在500V左右，整流滤左右，整流滤波电路都没问题，问题出在检测电路（误报）。波电路都没问题，问题出在检测电路（误报）。l2）如空载正常，负载时电压明显下降（低于）如空载正常，负载时电压明显下降（低于450V），整），整流电路有问题。流电路有问题。l3）如空载电压较低，负载电动机不转，电压下降到十几）如空载电压较低，负载电

11、动机不转，电压下降到十几伏，继电器（接触器）坏。伏，继电器（接触器）坏。l4）直流母线无电压，限流电阻断。）直流母线无电压，限流电阻断。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.2.2 具体损坏器件的外线测量具体损坏器件的外线测量l当我们在测量外电路的电压过程中，如果当我们在测量外电路的电压过程中，如果认为变频器的内认为变频器的内部有的器件损坏部有的器件损坏，可利用，可利用测量外线电阻的方法进行确认。测量外线电阻的方法进行确认。在整流电路中，具体器件就是整流桥、滤波电容、制动组在整流电路中，具体器件就是整流桥、滤波电容、制动组件（有时没有）、限流电阻和接触器。用测量直流电阻的件（有

12、时没有）、限流电阻和接触器。用测量直流电阻的方法可有效的确定上述器件的质量问题。方法可有效的确定上述器件的质量问题。l1. 测量表具：指针万用表的测量表具：指针万用表的100或或10挡，数字万用挡，数字万用表的测晶体管挡。表的测晶体管挡。l2. 用指针万用表测量用指针万用表测量l（1） 确定整流管的好坏确定整流管的好坏第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l注意注意：指针万用表电阻挡的：指针万用表电阻挡的红红表笔接内部电池的表笔接内部电池的“”极；极；黑表笔接内部电池的黑表笔接内部电池的“”极，在测量有极性器件时要注极，在测量有极性器件时要注意。意。第第3章章 变频器主电路的维修变频

13、器主电路的维修l黑表笔接黑表笔接R、S、T，红表笔接，红表笔接P， 测量上桥臂。表针摆测量上桥臂。表针摆动到刻度的动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到，正常，不摆动，断路；摆动到0，管子，管子短路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）。短路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）。由此可确定出由此可确定出VD1VD3哪个管子损坏。哪个管子损坏。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l红表笔接红表笔接R、S、T，黑表笔接，黑表笔接N， 测量下桥臂。表针摆测量下桥臂。表针摆动到刻度的动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到，正常，不摆动，断路；摆动到0，管子，管

14、子短路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）短路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）l由此可确定出由此可确定出VD4VD6哪个管子损坏。哪个管子损坏。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l2）测量限流电阻的好坏）测量限流电阻的好坏l当继电器当继电器SL损坏，较长时间不能闭合，会造成直流母线电损坏，较长时间不能闭合，会造成直流母线电压低，变频器报欠压；限流电阻损坏；压低，变频器报欠压；限流电阻损坏；l制动电阻的制动选件短路损坏，造成启动时制动电阻并联制动电阻的制动选件短路损坏，造成启动时制动电阻并联在直流母线上，将限流电阻烧坏。在直流母线上，将限流电阻烧坏。l限流电

15、阻根据变频器型号不同，有的安装在上母线，有的限流电阻根据变频器型号不同，有的安装在上母线，有的安装在下母线。安装在下母线。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l在测量整流管时，如果在测量整流管时，如果有一臂的三只整流管导通电阻明显有一臂的三只整流管导通电阻明显增大，则限流电阻坏（限流电阻的正常值在增大，则限流电阻坏（限流电阻的正常值在500以下，以下，变频器的功率越大，阻值越小）。变频器的功率越大，阻值越小）。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3）确定继电器（接触器）的好坏）确定继电器（接触器）的好坏l继电器的工作原理是线圈通电，触点吸合。如果线圈的驱继电器的工作原

16、理是线圈通电，触点吸合。如果线圈的驱动电源损坏，会造成触点不闭合。动电源损坏，会造成触点不闭合。l判断方法：判断方法：l开机时能否听到接触器闭合的声音；如果听不到闭合的开机时能否听到接触器闭合的声音；如果听不到闭合的声音，可能接触器驱动电源坏。声音，可能接触器驱动电源坏。l变频器报欠压，起机时频率上升到变频器报欠压，起机时频率上升到13Hz时就不再上时就不再上升，电动机没有输出电流，用电压表测量直流母线电压很升，电动机没有输出电流，用电压表测量直流母线电压很低（十几伏几十伏）。可判断为继电器不吸合。低（十几伏几十伏）。可判断为继电器不吸合。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.

17、3 逆变电路的维修逆变电路的维修l3.3.1 维修目的维修目的l1. 维修原因维修原因：变频器输出出现了缺相、过流、电动机异常：变频器输出出现了缺相、过流、电动机异常报警跳闸，变频器不能正常工作等。报警跳闸，变频器不能正常工作等。l2. 故障原因故障原因：电动机有问题，造成过流；变频器逆变电路：电动机有问题，造成过流；变频器逆变电路有问题，造成缺相、输出电压不平衡等。有问题，造成缺相、输出电压不平衡等。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3. 故障初步确认故障初步确认：l因为测量变频器的三相输出电压要比检查电动机的故障容因为测量变频器的三相输出电压要比检查电动机的故障容易得多，所

18、以首先进行易得多，所以首先进行U、V、W电压测量，根据测量数电压测量，根据测量数据，进行正确判断。据，进行正确判断。l1）变频器输出三相电压平衡，变频器没问题。变频器输出三相电压平衡，变频器没问题。l2）缺相，变频器一个桥臂的开关管损坏。哪一相缺相，缺相，变频器一个桥臂的开关管损坏。哪一相缺相，对应的那一路上下桥臂开关管损坏。对应的那一路上下桥臂开关管损坏。l3）如输出电压不平衡，去掉电动机，仍不平衡，变频器如输出电压不平衡，去掉电动机，仍不平衡，变频器不平衡相的桥臂开关管性能不良或有一只开关管已经损坏。不平衡相的桥臂开关管性能不良或有一只开关管已经损坏。l只要变频器的三相输出电压平衡，变频器

19、就没有问题。只要变频器的三相输出电压平衡，变频器就没有问题。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l4.测量测量6只逆变开关管的好坏只逆变开关管的好坏l将变频器输出频率调到将变频器输出频率调到3Hz左右，万用表打到左右，万用表打到500V直流直流挡挡，：分别测量分别测量：P-U、P-V、P-W及及U-N、V-N、W-N之之间的直流电压。间的直流电压。l管子正常时，管子正常时，测出的电压应为测出的电压应为1/2UPN，如果哪路，如果哪路电压偏高电压偏高，则那路则那路IGBT开路或开关不良。开路或开关不良。第第3章章 变频器主电路的维修变频器主电路的维修l3.3.4 测量直流电阻确定某个器件的损坏测量直流电阻确定某个器件的损坏l在逆变电路中，具体器件就是逆变桥。在逆变电路中，具体器件就是逆变桥。l1. 测量表具测量表具：指针万用表的：指