变频器维修之驱动电路检修.docx

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变频器维修之驱动电路检修

变频器维修之驱动电路板脱机检修

发布时间：

2011-10-2108:

18 来源：

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脱机检修指在脱开变频器主电路后的，对电源/驱动板的单独上电检修，检修好之后确认驱动板所有故障排除再上机测试，以确保IGBT的安全，先看看一个测试数据表，看不懂的话看请继续往下看，你就知道怎么回事了。

注：

1.用数字式万用表，则能得出表4-3中的数据。

指针式万用表的交流电压档，也能显示偏大的直流电压值，故在停机状态，仍显示一定电压值，但在起动状态，表笔马上反向指示-说明指针式万用表的交流电压档，虽能测出信号电压的峰值，但仍能指示出电压的极性。

2.当驱动供电电压为15V和-7V时，检测得出的输出侧的电压值也相应降低。

3.因电路元器件的离散性、各路驱动电源电压的差异以及不同型号变频器PWM（SPWM）脉冲波形的差异，测量所得出的动态电压值也会有较大的差异。

如从触发端子测得交流电压值，其峰值往往大致接近供电电压值，一般只要满足在13V以上，IGBT就能可靠工作，六路脉冲电压的幅度也有所差异。

所以即使同一种采用同一种驱动IC的不同型号的变频器，也不可能测得一样的结果。

我们不必从数值的精确度上太过讲究，可完全从动、静态电压值、电压极性的明显变化上，判断出驱动电路的工作状态。

  每一路驱动电路，都可以直接从驱动IC的两个输入脚检测输入信号，从驱动信号的输出端子（模块触发端子）检测输出信号。

  若输人信号电压为零，则往前检测从CPU至驱动IC的信号传输电路，检测容请见第7章脉冲信号的前级电路检测；若有输入信号，1附、22的输出信号端子则可能有以下几种情况：

  1）用50V交流档测PC923的6脚电压，若过低（如仅为10V），对比测量一下PC929的输入2、3脚电压，若偏低，则往前检测从至驱动忆的信号传输电路，检测容请见第7章相关章节；如正常，故障可能为PC923部输出电路的VT1低效，代换PC923。

  2）检测PC923的6脚交流电压值，达15V以上（15V供电下，以上即为正常值），故障原因为R65、有阻值变大现象，更换。

或VT11低效，更换。

  若触发端子仍为-10V的固定负压。

测PC23的6脚，也为-10V，驱动IC部VT2击穿，代换；测PC923的6脚有4V左右的正电压，故障为驱动IC后置放大器的V11短路，更换。

以上检查，只是检测出驱动电路输出的脉冲电压幅度没有问题，但下一个驱动电路无问题的结论还为时过早。

还需验证驱动电路的电流（功率输出能力）。

（1）静态检测电路处于静止状态时，相对于+5V供电的地端，PC2的2、3脚电压都为5V，直接测量2、3脚之间电压差为以驱动电源的0V为0电位参考点，IGBT触发引线端子的1线应为-10V。

PC923、PC929的脉冲输出脚和后置放大器的中点电压都为-10V.

  检测1化端子的1线为0V，故障原因有：

驱动电源稳压二极管击穿短路；栅极电阻V91开路。

检测1端子的1线为18V左右，故障原因有：

PC2的后置放大电路中的VT10短路；PC2部输出电路中的VT1短路；检查PC2的2、3脚如有电压输人，如1V、2V、故障原因为前级信号电路故障，使PC2形成了输人电流的通路。

（2）动态检测电路静态时测得围端子1线上有正常的-10V截止电压，及测量各静态工作点基本正常（其实各检测点都表现为供电电压），要进一步检查动态一一对脉冲信号的传输能力，验证电路确无故障或使隐蔽故障暴露出来。

但接着碰到了麻烦事，因为在检修中电源/驱动板与主电路已经脱开，1、2触发端子是空置的，并未接入IGBT，而且在未查明驱动电路是否工作正常之前，也是绝不允许在IGBT接入530V直流供电的情况下，连接驱动电路并检查驱动电路的故障的。

因为IGBT的脱开，驱动电路输出的脉冲无论正常与否，只要按一下操作面板的起动（FWD）或运行（RUN）按键，操作显示面板即跳出OC故障。

原因在于驱动芯片PC929在脉冲信号传输期间，PC929的9脚部电路与外部元件构成的IGBT管压降检测电路，因IGBT的未接入（相当于开路），而检测到极大的管压降信号，而向CPU报出OC信号，CPU采取了停机保护措施。

必须采取相应手段，屏蔽掉驱动电路对IGBT管压降检测功能，令CPU正常发送六路脉冲，以利驱动电路的进一步检修。

看下图电路——PC929驱动电路的IGBT管压降检测等效电路图：

如果单纯将OC信号切断，如将图4、9中的PC4开路或短接PC2的1、2脚，以中断OC信号的输出，固然可以令CPU不停止脉冲信号的输出，但PC929中IGBT保护电路还处于起控状态，PC929仍无常输出驱动脉冲信号。

正确的做法是：

短接上图b、c点，即将D1的负极与OV供电引出线短接，人为造成“IGBT的正常导通状态”，“糊弄”一下IBGT管压降检测电路，使之在激励脉冲作用期间，能一直检测到IGBT的“正常状态”，部保护电路不起控。

在检修所有变频器的驱动电路板时，只有驱动电路本身有IBGT（管压降检测）保护电路，我们都可以找出上图电路中的b、c点并予以短接，就可以将驱动电路OC故障的报警功能屏蔽掉，对驱动电路进行脉冲传输状态的检查了。

  好了，短接b、c点，按动操作显示面板上的起动和停止按键，配合对输出脉冲电压的测量，驱动电路的隐蔽故障，便一一暴露无遗了。

   驱动电路动、静态电压变化是如此明显，无论用指针式万用表或数字式万用表、用直流电压档或交流电压档、直流电流档或交流电流档，都能测出明显的变化。

以至于我们不必采用示波器，也能准确判断出驱动电路对脉冲信号的传输情况。

测量数据见表4-3

变频器维修之驱动电路的故障特征

发布时间：

2011-10-2007:

52 来源：

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  1）变频器空载或轻载运行正常，但带上一定负载后，出现电动机振动、输出电压移相、频跳OC故障等。

  2）变频器上电，操作显示正常，起动后能在操作面板上监控到输出频率数值上升的现象，但U、V、W输出端子无电压输出，变频器也不报出OC故障，好像是"运行正常"。

 故障原因为驱动化输人侧的+5V*供电电源丟失，六路驱动冗都无脉冲信号输入，驱动电路处于"待机"状态，IGBT管压降检测电路在"休息中"，并不向CPU返回OC信号。

  3）变频器上电后，不跳OC、SC等故障代码，但拒绝所有操作，出现类似于程序进入死循环的"死机"现象，先不要轻易判断为CPU故障，可能为变频器上电检测到有OC信号输出，出于保护目的，故拒绝所有操作，以免造成人为的故障扩大（详见英威腾驱动电路检修一节）。

  4）上电，变频器未接收起动信号，变频器在系统自检结束后，即报出OC故障。

故障原因：

   ①变频器的三相输出电流检測电路损坏，误报过电流故障，如电流互感器部电路损坏，误报出严重过电流故障。

   ②驱动电路的OC信号报警电路损坏，如PC929的8脚部DMOS晶体管短路，向CPU误报OC信号。

  故障原因：

驱动电路的供电电源电流〔功率）输出能力不足；驱动IC或驱动IC后置放大器低效，输出阻变大，使驱动脉冲的电压幅度或电流幅度不足；IGBT低效，导通阻变大，导通管压降增大。

   5）接收起动信号，即跳（接地故障）。

变频器说明书中对接地故障的定义是，当接地电流大于额定电流的50%。

时，即判断为GF故障。

其实也是OC故障的一个别名。

在报警层次上有所不同（详见安川驱动电路的检修一节），GF报警用于起动初始阶段的对BT过电流（或管压降）状态的检测。

  6）变频器上电显示正常，接收起动信号，即跳OC过电流）、SC〔短路）故障代码。

故障原因：

   ①逆变模块有开路性损坏，先是击穿短路，炸裂后开路，或G、E间部损坏，虽有触发信号引入，但IGBT不能正常开通，驱动电路的V87管压降检测到异常大的导通压降，报出OC故障。

  ②驱动电路本身故障。

a无激励脉冲加到IGBT的触发端子。

一是从CPU主板来的脉冲信号未能正—常输人到驱动电路的输入端；二是驱动电路有元器件损坏，阻断了脉冲信号的传输。

b驱动电路不能输出正常的驱动脉冲，多为电流输出能力不足。

一是驱动化的后置放大器低效，元器件变值等；二是驱动供电不良，不能达到足够的电压幅值和输出足够的驱动电流，使IGBT不能被良好导通或处于导通与截止的临界点上，IGBT管压降检测电路检测到大于7V的管压降信号而报出OC故障。

c驱动供电电源电压的低落为驱动IC部欠电压电路所侦测，驱动化报出OC故障。

变频器驱动电路PC923和PC929的检修

发布时间：

2011-10-1908:

01 来源：

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对逆变功率电路的修复是在确认CPU主板和驱动电路正常的前提下进行的，否则对IGBT模块的盲目更换不但毫无意义，而且可能会造成直接的经济损失。

对驱动电路的修复是在IGBT主板能正常输出六路脉冲信号的前提下进行的，否则对驱动电路的修复不但无意义，

而且给检测带来了一定的难度。

CPU主板（操作显示面板）的正常，为我们修复各种故障，提供了有效的监控和提示的作用，使我们能根据操作显示面板上故障代码的提示，有针对性地检查故障电路。

变频器完善的各种检测和保护功能，在变频器正常运行时是非常必要的，但在我们进行局部电路故障的维修时——总得使机器脱离开整机连接的状态，会引发相关保护电路的起控，而使变频器进人故障锁定状态，停止了对比如对六路脉冲信号的输出，使我们无法〔或比较困难）检测该信号通路〈如驱动电路）是否能正常地对CPU电路来的六路脉冲信号进行传输和放大。

驱动电路的工作状态的正常，只有一个标准：

能正常地传输和放大六路驱动脉冲。

输出的六路驱动脉冲具有符合要求的电压幅度和电流供给能力。

静态〈待机）下的工作点检测，往往不能得出准确的结论。

得想法让电路处于动态工作中：

一是采取相应措施，屏蔽掉变频器的相关故障检测功能；二是用某种方法验证驱动电路的输出能力，确认驱动电路输出的六路逆变脉冲信号是完全符合要求的，于是对驱动电路的修复才能画上一个圆满的句号。

对驱动电路的检修，一定程度上决定了整机检修的成败。

故陣变频器无论表现出何种故障，最后的修复总是表现驱动电路六路驱动脉冲的正常输出！

六路脉冲输出信号都有，但有缺陷，轻者机器不能正常工作，重者将有可能使逆变模块损坏，对驱动电路的检修，小心不为过！

1.驱动电路（由PC923和PC929组合）的构成和电路原理图4-9为INTPBGBA0100AZ110KVA东元变频器U相的驱动电路图。

15KW以下的驱动电路，则由PC923和PC929经栅极电阻直接驱动IGBT，中、大功率变频器，则由后置放大器将驱动冗输出的驱动脉冲进行功率放大后，再输入了的C、E极。

驱动电路的电源电路，是故障检测的一个重要环节要求，而且要求其具有足够的电流（功率）输出能力一

不但要求其输出电压围满足正常-带负载能力。

每一相的上、下化IGBT驱动电路，因IGBT的触发回路不存在共电位点，驱动电路也需要相互隔离的供电电源。

由开关电源电路中的开关变压器绕组输出的交流电压，经整流滤波成直流电压后，又由R68、VS1（10V稳压二极管）简单稳压电路处理成正和负两路电源，供给驱动电路。

电源的0V（零电位点）线接人了PC2的2、3极，驱动化的供电脚则接人了28V的电源电压。

   光耦合器的输入、输人侧应有独立的供电电源，以形成输入电流和输出电流的通路。

PC2的2、3脚输入电流由+5V*提供。

此处,供电标记为十5V*，是为了和开关电源电路输出的+V5相区分。

+5V*供电电路如图4-10所示。

该电路可看作一简单的动态恒流源电路，R179为稳压二极管的限流电阻，稳压二极管的击穿电压值为3.5V左右。

基极电流回路中稳压电路的接入，使流过发射结的Ib维持一恒定值，进而使动态Ic也近似为恒定值。

忽略VT8的