浅议变频器主电路的检测与维修

浅议变频器主电路的检测与维修

李保军

（德州中联大坝水泥有限公司山东德州253000）

摘要：变频器主电路负责将三相交流电整流成直流电，再由逆变电路逆变为交流电，驱动电动机转动。主电路工作中，整流电路出现故障，三相电源出现故障，变频器均不能正常工作。逆变电路负责驱动电动机，电动机故障、负载故障、变频器的逆变电路故障，都会使逆变电路工作不正常。基于此，本文就变频器主电路的检测与维修进行了研究。

关键词：变频器；主电路；检测；维修

1变频器主电路及其工作原理

1.1变频器主电路

变频器主电路的功能是对电能进行交一直一交的转换，将工频电源转换成频率可调的交流电源来驱动电动机。变频器主电路工作在高电压、大电流状态下，是变频器故障最高的电路。变频器种类很多，但主电路结构大同小异，典型的主电路结构由三相整流电路、限流电路（浪涌保护电路）、滤波电路（储能电路）、高压指示电路、制动电路和逆变电路组成。变频器电路是弱电和强电的有机结合，是软件和硬件的有机结合。它强大的功能，各种完善的检测和保护电路，控制上的智能化和灵活多变，微电子技术和电力半导体器件的结合应用，电路元器件的非通用性和特殊要求，均说明着这类机器作为智能化电气设备的特点。

1.2变频器主电路工作原理

变频器的主电路一般是由交—直—交工作方式组成的，由整流、滤波、逆变三个环节构成，从L1、L2、L3电源输入三相380V交流电压，经过三相桥式整流电路整流成脉动直流，再经过大容量储能电容进行滤波，输送到由6个IGBT组成的三相逆变电路，在驱动电路PWM脉冲激励下，6只IGBT三极管按一定的规律导通和截止，将直流电逆变成为频率和电压可以改变的三相交流电压，从U、V、W负载端输出。

2变频器主电路故障分析

对有故障的变频器，一定要先与用户仔细交流，掌握使用和损坏的大致情况，这对于故障的判断和修理都有好处。想要实现对变频器故障的透彻分析，就必须要对主电路当中的逆变电路与驱动电路进行系统的、全面的检查。因为在变频器的主电路当中逆变模块与驱动电路是最主要的工作环节，所以其在故障上也存在着很大的联系性，倘若逆变模块出现炸裂损坏，那么驱动电路必然也会因为受到冲击而出现损坏，同样当驱动电路出现故障时，逆变模块也必然会受到牵连，所以无论是两者当中的哪一环节出现故障，都必须要将这两个环节进行全面的检查。

一般情况下，对变频器主电路的检测工作都采取电试机的检测方法。在上电试机之前必须要确定主电路当中驱动电路是处在正常工作状态下，即能够正常输出6路驱动脉冲。在此基础上，还需要将损坏的逆变模块更换后才能上电试机。由于整个变频器主电路当中各个环节都是相互连通的，所以在更换损坏设备后，必须要做好相应的保护措施，切不可在无保护措施的状态下进行匆忙上电，否则很有可能因某一个环节当中的小故障，导致整个变频器的报废，造成更大的损失。

3变频器主电路的检测与维修

断开主电路，实际主电路只要断开电路中连接的铜排，拆去一段连接的铜排，即将三相逆变电路的正电源供电端断开，注意，断开点必须在储能电释放足够的能量之后。假定在KM1或是在L1处断开，储能电容上的电量，会在逆变电路故障发生时，释放足够的能量将逆变模块炸毁。在断开处串接两只25W、220V灯泡，因一只灯泡的耐压不足，需将两个串联以满足耐压要求，即使逆变电路有短路故障存在，由于有灯泡的降压限流作用，将逆变电路的供给电流限于100mA，逆变模块将不会再有损坏的危险。首先让变频器空载，U、V、W端子不接任何负载，先切断驱动电路的保护模块信号输出回路，避免CPU作出停机保护动作，上电后可能出现如下情况：

（1）变频器停机通电，灯泡点亮。这里所说的变频器停机通电，是指在断开驱动电路模块信号输出回路的基础上，也就是说IGBT管不具备导通条件，无法形成完整的电路，所以在这种情况下，灯泡是不应该被点亮的。但却出现了灯泡被点亮的情况，这有可能是因为3个模块当中至少有一个或多个上、下臂IGBT被击穿而出现了漏电的情况。当电压较低时漏电的情况不容易被发现，用万能表也有可能测不出来。这时可以引入高压电，因为在直流高压电的基础上，漏电部位的漏电情况会被扩大，从而曝露出漏电的情况。如果出现漏电则说明模块内部有严重的绝缘损坏，可采用排除法逐个对内部绝缘模块进行检查，直至找出损坏模块。

（2）通电后，灯泡不亮，启动变频器后，灯泡仍然不亮，但是测量三相输出电压是不平衡的，严重偏相，原因可能是某一臂IGBT内部呈现开路状态，对于这样一种情况，我们可以这样维修：用直流电压档测量变频器U、V、W三相端子的方法，当变频器输出端子输出平衡的交流电压时，输出电压中不含有直流成分，也就是说如果用指针式万用表的直流500V档测得的直流电压为零。这是正常情况。当输出电压不平衡时，如逆变输出电路的某一臂IGBT开路，使该相为正或者为负的半波输出，此时输出的电压中出现了直流分量，这时使用指针式万用表就能够测出直流电压值，我们可以由此判断故障点。

如果逆变模块正常或修理完毕仍存在问题，那么就需要对驱动电路进行重点检测。驱动电路主要由隔离放大电路、驱动放大电路、驱动电路的电源组成。其工作原理是将主电路中CPU产生的6个PWM信号经过光电耦合器隔离和放大后，作为逆变电路的换流器件的驱动信号。在使用过程中由于使用者的错误操作或电网故障等原因，会造成光电耦合器和电源电路的损毁，所以对变频驱动器的检修重点应放在光电耦合器器件和电源电路的检修方面。

4结束语

综上所述，变频器维修方法需要掌握得当，因为变频器由多种部件组成，其中某些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化，这是产生故障的主要原因，为了保证设备长期的正常运转，一些易损器件应不定期更换，如电容、散热风扇等。还有在平时多检查，防患于未然，大检查时间应至少半年进行一次。从事变频器维修的人员需要经常学习，了解变频器主电路及内部电子元器件所具备的功能和特点，开拓知识面，将新学到的知识应用到实际工作中，以不断提高维修技术水平。

参考文献：

[1]变频器故障干扰处理分析[J].李毅.自动化与仪器仪表.2015（03）

[2]变频器的选择和维护[J].刘军，闵沛，王林.仪器仪表用户.2017（02）

[3]关于变频器常见故障及其对策研究[J].高文斌.科技风.2015（17）