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破除经验定势,注重比较数据
日期:2014-7-24 17:11:49 点击:
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 修复一台海利普HLPP型75kW变频器的驱动电路时,吃经验老本“倚老卖老”,以脑中的“定型数据”为参考,想着省点事快速修复的,反倒多费了不少的劲儿。说给大家听听。
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   该机型的U相电路如下图所示,每相逆变驱动电路由配对芯片PC923、PC929,和后续功率放大电路构成。
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HLPP-75kW海利普变频器U相驱动电路
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   该机原故障是整流模块与一块逆变模块同时损坏,同时相关驱动电路受到冲击,致功率放大器(如T2、T3)有受到损坏者,修复后,在脱开主电路的情况下,将OC报警信号屏蔽(短接PC929的9、10引脚)后,为驱动电路上电试机,测量脉冲输出端子上的静态负压与脉冲电压都“表现正常”。就将机器放于一边,只等购到模块,装机试验了(此处漏掉一个关键步骤:检测驱动电路的电流输出能力)。
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   所购元件来到后,安装完毕,先摘掉逆变电路供电支路中串接的200A快熔,串入两只220V40W灯泡,以防不测。送入启动信号,灯泡亮了一下,报E.OC.A(加速中过电流)故障。由此现象判断,不是所购逆变模块不良,即是驱动电路还存在故障。
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   1、区别哪一相故障。
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   由逐一屏蔽OC报警信号,确定故障出相U相驱动电路或U相逆变模块;
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   2、区别是模块还是驱动电路故障。
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   将U相脉冲端子排线与V相脉冲端子排线代换试验,用V相驱动电路驱动逆变模块时,不报OC故障,说明模块是好的,故障出在U相驱动电路。
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   3、检查U相驱动电路(如上图所示)。
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   将驱动电路脱开主电路,先短接PC923的9、10脚,屏蔽OC故障后,给出启动信号,测静态负压,动态输出脉冲电压,还是表现正常。
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   观察末级功放电路的T4、T5对管,及R25,还是原件(说明该电路未受到模块损坏时的冲击),测量也是好的。顺手找了一只10Ω2W电阻,串接于万用表用200mA毫安挡,测量脉冲输出电流达90mA以上,与大脑中预存数据(多为中、小功率变频器)——感觉一般为50~100mA以内即可——相比,认为U相输出电流能力“正常”。
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   至此,模块与驱动电路好像都是好的,详细与其它支路的脉冲电压峰值对比,故障支路总比其它支路要偏低一些。再进一步检测其它支路的电流输出能力,一测不对了,用200mA挡,超量程!说明该级输出电流能力偏小,不足以驱动IGBT。
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   电流对比检测完成后,细查U相驱动电源滤波电容相关电路,用数字表20k电阻挡测量R17(10Ω)无反应,打到高挡位,测其电阻值为31k。嘿,这才是故障根源啊。
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   此电阻的阻值变大,使T4由饱和区进入了放大区,故电流输出能力大为降低。又由T4、T5未坏,电压输出正常,故想当然地以为该驱动电路未受冲击,检查不够细致。
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   长舒了一口气,再将各支路输出电压重测一遍,准备装机。嘿,又出问题了,测GU、EV端子静态电压为0V,负压不见了。检查为Z1(9V)稳压管击穿短路损坏,更换后输出正常。
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   该电路原来是好的,怎么突然变坏了呢?分析原因,可能是因测其输出电流能力时,串接表笔的10Ω限流电阻值过小,引发过热而损坏。这使我想到,我原来提出的“此限流电阻的取值,应于门极电阻(R25)的取值相等”的结论是有局限性的:当所修变频器为小功率机型时,如15kW机型,R25的取值为28Ω,若再用万用表表笔串接28Ω电阻测XG、N端子的电流输出能力,总回路电流约为15V/56Ω,回路最大电流约为250mA左右,对末级功放、驱动芯片和电源元件当然是比较安全的,不会因此而损坏电路元件。但若换用上图电路,当串接与R5同值的限流元件进行检测时,则回路最大电流约为15V/13Ω,其最大值超1A以上,有可能在电流检测过程中,损坏相关元件!像这种较大功率的机型,必须放大限流电阻的阻值,一般来说,回路总电阻不应小于30Ω和不应大于100Ω,则能保证检测中不损坏元件,并得出较为明显的检测效果。
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   总结检修过程中的不足之处:
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   1、驱动电路是否工作正常,应同时检测其电压表现和电流输出能力,并应同时检测两个支路以上,并将检测结果进行比较,得出判断。
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   2、不要被头脑中的“固有数据(经验值)”所囿,如该例故障,电流输出达90mA,仍为故障状态;检测电流输出能力时,注意限流电阻的选值,以电路能承受(安全第一)为原则,据机型、电路类型的不同而灵活选取。
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