臺達(dá)變頻器VFD-A型3.7kW的維修記錄
接手兩臺同型號（中達(dá)）牌變頻器，檢查都為逆變輸出模塊損壞和驅(qū)動電路嚴(yán)重?fù)p壞：驅(qū)動集成電路T250V或炸裂，或輸出端與供電地短路、濾波電容噴液、穩(wěn)壓管擊穿或開路、電阻開路或阻值變大、電路板碳化受損等，繼續(xù)檢查，發(fā)現(xiàn)一臺變頻器的三相整流橋已有一臂擊穿、充電限流電阻、充電電阻短接繼電器觸點(diǎn)粘連等，損壞情況較為嚴(yán)重。發(fā)現(xiàn)驅(qū)動集成電路的輸入側(cè)的信號引入電阻也有幾只呈現(xiàn)開路狀態(tài)，此電阻的另一端即接至CPU觸發(fā)脈沖輸出端，相必CPU也遭受了強(qiáng)大的電沖擊，如果CPU控制板再有損壞的話，則此兩臺變頻器已無太大的修理價(jià)值。
1、將主電路及驅(qū)動電路畫圖后進(jìn)行**檢查，將線路板碳化部分用小刀刮凈，將損壞元件盡數(shù)拆除。測量主電路不存在短路現(xiàn)象，送電檢查，顯示正常，說明開關(guān)電源、控制部分基本上正常。用示波器測六路驅(qū)動輸入（從CPU來的觸發(fā)信號），有峰值1.5V（萬用表測0.6V）、載波10kHz隨頻率調(diào)整脈寬相應(yīng)變化的觸發(fā)波形。由此才算放下心來，看來除逆變及驅(qū)動電路部分損壞外，其余電路都正常，CPU三相脈沖輸出端的耐沖擊力能力還真不錯(cuò)。即開始購件，做好**修復(fù)準(zhǔn)備。
2、將驅(qū)動電路損壞部分全部換新（30多只元器件），通電檢測各驅(qū)動集成電路各腳直流靜態(tài)電壓，均正常；用示波器測各個(gè)集成電路的輸出波形也在正常范圍內(nèi)，然后焊接逆變輸出模塊。
3、上電檢查，用萬用表交流檔測量發(fā)現(xiàn)有三相不平衡現(xiàn)象，換用直流500V檔測量，V、W之間無直流成份，但U、V和U、W之間有直流電壓！無論頻率與電壓高低，俱不應(yīng)有直流成份在內(nèi)。在輸出端掛接三只星形連接的燈泡試驗(yàn)，觀察閃爍現(xiàn)象太明顯。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般頻率調(diào)至 20赫茲以上時(shí)，應(yīng)感覺不出明顯的閃爍，15赫茲以下逐漸明顯；調(diào)至30赫茲左右，仍有閃爍現(xiàn)象。結(jié)合上述檢測，判斷U相輸出的兩路正負(fù)半波電壓中，有一路是無輸出的！
4、趕緊停下電來，檢查發(fā)現(xiàn)EU回路觸發(fā)電源中的穩(wěn)壓二極管DD11，由于原貼片元件損壞后，換用普通元件后搭焊不結(jié)實(shí)，安裝逆變模塊時(shí)不慎將其脫焊，致使U相中的上管觸發(fā)端一直被強(qiáng)制為低電平——負(fù)壓，上管一直在截止中，即該相只有下管導(dǎo)通的負(fù)半波輸出，因而在輸出中產(chǎn)生了直流成份！將DD11補(bǔ)焊，通電試機(jī)，測三相輸出平衡，直流成份為零，將其接一5.5kW潛水電泵試驗(yàn)，起動與運(yùn)行都正常，于是**臺變頻器順利修復(fù)。
修復(fù)**臺機(jī)器時(shí)，重復(fù)了**臺的清理步驟，*后焊接逆變模塊。接入三只燈泡后通電，先將輸出頻率調(diào)至幾赫茲，然后將控制端子DCM與FWD端子（正轉(zhuǎn)起動控制）瞬時(shí)短接了一下，耳聽得“啪啦”一聲，心里只叫得一聲苦，明白剛換上的MG25Q6ES42逆變輸出模塊已于瞬間炸裂損壞！
記得焊接逆變模塊前，已測過六路驅(qū)動電路的輸出波形，完全正常，應(yīng)該是沒有問題的呀。也將逆變模塊觸發(fā)輸出端的并聯(lián)電阻全部焊接，并用表測了一遍，以證實(shí)焊接良好。一檢查，哎呀！焊接于線路板正面已損壞的EU、EV、EW端子的三只觸發(fā)信號引入電阻都已焊接，但位于線路板背面的GX、GY端子因處于背面并已焊接上逆變模塊，兩輸出脈沖引出電阻（一路原為100Ω兩臺并聯(lián)電阻，修理時(shí)用一只0.5W51Ω電阻代替）忘記焊接，導(dǎo)致了逆輸出模塊的瞬間的，毫不猶豫痛痛快快地、后悔都來不及地炸裂損壞！一只動輒幾百元乃至上千元的昂貴的逆變模塊，一下子壞掉了，真令人痛惜。
在不接通觸發(fā)回路的情況下——在觸發(fā)引入電阻開路損壞的情況下——逆變輸出模塊觸發(fā)端子一臂懸空的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)信號的莽撞投入，會導(dǎo)致逆變模塊眨眼間損壞。起動狀態(tài)下嚴(yán)禁將某一觸發(fā)輸入端開路，否則將造成模塊損壞的嚴(yán)重后果！修理過程中，通電試驗(yàn)前，一定要檢查觸發(fā)端子引線是否連接牢靠。對通電起動即損壞逆變模塊的故障，就首查、徹查模塊驅(qū)動電路！
但其損壞機(jī)理何在呢？從故障現(xiàn)象來看，逆變模塊為短路性擊穿炸裂損壞，短路的原因不屬過壓性擊穿，應(yīng)屬過流性損壞。但負(fù)載接了三只15瓦燈泡，近乎空載（實(shí)際上即使完全空載，也會出現(xiàn)短路性損壞），不會產(chǎn)生反電勢的竄入，因此整個(gè)回路沒有危險(xiǎn)的過電壓發(fā)生，那么過流性損壞又是如何發(fā)生的呢？試分析如下：逆變電路正常工作時(shí)，由六路觸發(fā)脈沖控制六只IGBT管子按一定次序開通與關(guān)斷，將直流電源轉(zhuǎn)變成三相交變電壓輸出。每相輸出由上下兩只管子輪流導(dǎo)通與截止，形成該相的正半波和負(fù)半波。兩管交接時(shí)存在一定的時(shí)間間隔，又稱一定的死區(qū)時(shí)間，也即是在任一時(shí)間段內(nèi)，不允許出現(xiàn)兩管同時(shí)導(dǎo)通的局面。上下兩管的同時(shí)導(dǎo)通，必定導(dǎo)致對電源的短路，其后果是逆變模塊的炸裂損壞！這種損壞與外接負(fù)載沒有直接關(guān)系，即使是空載也會照常損壞。上例中上管的觸發(fā)端懸空，管子截止所需的負(fù)偏壓為零，當(dāng)下管受觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于將上管的射極瞬時(shí)短接到地，此時(shí)上管產(chǎn)生了一個(gè)經(jīng)由電源正極向集電極-柵極之間形成的電容、柵極和-射極之間的輸入電容的充電電流，觸發(fā)引入電阻未開路時(shí)，此充電電流為足夠大的負(fù)偏壓所吸收，不能觸通上管。但此時(shí)由于負(fù)偏壓的消失，此充電電流形成了正向柵偏壓，其值足以使上管導(dǎo)通，上、下兩管的共通造成了電源的直接短路，當(dāng)然就會聽見“啪啦”一聲了。同理，當(dāng)下管的觸發(fā)引入電阻斷路時(shí)，上管的導(dǎo)通相當(dāng)于在下管的集電極引入了高電壓，也會瞬時(shí)產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)由集電極向集-柵電容、柵-射電容充電的充電電流，觸發(fā)電阻未開路時(shí)，此充電電流為足夠大的負(fù)偏壓所吸收，不有能觸通下管。但此時(shí)由于負(fù)偏壓的消失，此充電電流形成了下管的正向柵偏壓，同樣形成了兩管共通將直流電源短路的局面。
在修理三肯IHF變頻器一文中，我提到直流回路儲能濾波電容的失效，是造成逆變模塊損壞的二級殺手，逆變模塊觸發(fā)端子的懸空，更應(yīng)是厲害得多的**殺手！兩者的相同點(diǎn)在于，損壞性極大，保護(hù)電路往往來不及動作逆變模塊即已損壞。兩者的不同之處是：1、前者為電容失效，直流回路的諧波使逆變模塊造成過壓性擊穿損壞，后者為管子的截止負(fù)偏壓消失而造成兩管共通對電源形成的過流性短路損壞。2、前者的損壞尚有一個(gè)漸變過程，在起動或運(yùn)行過程中損壞，如果很輕的負(fù)載或者空載，不會導(dǎo)致?lián)p壞；而后者簡直就是無過程損壞，表現(xiàn)為一接受到起動信號，無論是帶載或空載，逆變模塊都會瞬時(shí)壞掉！所以后者的為害尤烈，尤其是易發(fā)生于故障修復(fù)過程中，稍有不慎，即導(dǎo)致前功盡棄，后悔莫及！
修復(fù)后、起動前的保證措施：先斷掉逆變模塊的主供電電源，1、測量驅(qū)動集成電路的輸入、輸出側(cè)的直流靜態(tài)電壓，為正常狀態(tài)；2、測量六路驅(qū)動的輸出脈沖波形，邊調(diào)整頻率邊觀察，應(yīng)幅度相等、頻率一致；3、先將逆變模塊的供電改接低直流電壓，如并關(guān)電源供給的+24V電壓，做啟停試驗(yàn)，檢測三相輸出的平衡情況，及有無直流成份。一般在此一步驟，如驅(qū)動電路有異常，故障便已經(jīng)暴露出來；4、無低壓直流電壓條件的，可在逆變供電回路中串接15—40W的燈泡，再開機(jī)試驗(yàn)，此燈泡在此不只起到電流電流的指示，重要的是驅(qū)動電路**造成輸出短路時(shí)，供電的壓降降在燈泡上，以及燈泡電阻的限流作用保護(hù)了模塊不被損壞。燈泡也有可能起到一個(gè)保險(xiǎn)絲的作用，燈絲熔斷后也保護(hù)了逆變模塊。5、檢測空載輸出正常后，去掉串接燈泡，恢復(fù)逆變模塊的供電。再*后檢查觸發(fā)端子的連接線、檢查一遍模塊的螺絲緊固情況；7、整機(jī)裝配，帶電機(jī)試驗(yàn)。到現(xiàn)場安裝時(shí)，落實(shí)上次的損壞原因，根據(jù)現(xiàn)場的電氣、機(jī)械和溫度等環(huán)境，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，或增設(shè)附件。如考慮現(xiàn)場有電容補(bǔ)償柜，變頻器安裝較為密集，因而電源污染較為嚴(yán)重，電源諧波大，可在電源輸入側(cè)加裝三相電抗器，以避免短時(shí)間內(nèi)再度損壞；如發(fā)現(xiàn)負(fù)載慣性大，而又必須做到快速停車會使變頻器易出現(xiàn)過電壓損壞，則應(yīng)要求用戶加裝剎車單元和剎車電阻后，再投入運(yùn)行。需要注意的是，一些變頻器的損壞也可能是是因?yàn)橛脩羰褂门c調(diào)整不當(dāng)造成的，不把這些有害因素排除掉，則修復(fù)好的變頻器很可能在短時(shí)間內(nèi)再度損壞，使用戶和維修者蒙受不必要的損失。