元器件的损坏,如功率模块的炸裂、短路或开路,电容器的喷液、鼓顶,IC电路的击穿性损坏,电阻元件的断路等,不但用万用表从元件的电阻值或在线电压值,能方便地检测出来,而且有些损坏,是仅凭肉眼观察其外形的色形与形变,即能得出明确的判断。而元器件的性能劣变,并非为短路或断路的“明显损坏”的状态,不但从器件外形上看不出明显异常,而且在有时候,甚至万用表及其它测量设备对其好坏,都无能为力。此类损坏,如大电容电解电容的引线电阻变大,小容量电容的介质损耗加大,高频特性变坏,和晶体管放大能力变差,二极管的整流特性变坏等,我们用万用表和电容表检测都是好的,但故障元件在电路的实际工作中“表现不佳”,好像一个人带着不良情绪在勉强地干工作,因而工作中必然漏洞百出,很难圆满地完成工作任务。 WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
元器件的性能变劣,不是一个质变现象,而是一个量变现象。经过多年使用的机器,像电容器的电解液干涸,三极管的放大能力降低,元器件引脚的氧化等,是随着时间的推移而渐渐变化的,因而检修“老机器”,更需要注意这方面的问题。 WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
对这类元器件损坏的定义,用老化、低效、失效、性能变劣比较适宜,用击穿、断路等就不合适了。元器件的性能劣变,其劣变的程度往往差异甚大,表现出的故障现象和检测难度也千变万化,不易掌握,而往往表现为疑难故障,或称为“软故障”,让人挠头——查不出坏件,但电路显然又不是正常状态!检修这类故障,需要检修者电子电路基本功的扎实、多年积累的经验,甚至对检修者的心理素质,也是一种考验。 WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
好在这类故障毕竟是少数,一般还是元件“硬性损坏”的为多。如果维修者乐于接受这种挑战,对这种软故障的检修,也会转化为一种乐趣,检修的过程甚至也可以成为一种享受的过程(普通故障上来就换件,有啥子乐趣可言呢?),让人非常有成就感。我们在长期的检修工作中,总会遭遇这样的故障,可以干脆不修此类机器,也可以接受下来,享受一把,有什么不好呢? WWW_P※LCJS_CO※M-PLC-技-.术_网
有些元件器,厂家已给出使用年限,如变频器中的散热风扇和电解电容,厂家给出的更换年限为8-10年。风扇是个旋转部件,旋转部件如轴承,长期使用总有磨损的;为了提升电容量,电解电容内部注有电解液,因而有反而漏电流产行,安装使用时应注意其极性。同时,随使用年限增多,电解液必然逐渐干涸,使电容量下降。到达使用年限后,即使变频器未坏,从原则上讲,也应将风扇和电解电容换掉,以防患于未然。 WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
风扇损坏,比较直观,这里以故障实例谈一下直流回路储能电容的损坏。 WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
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一、大容量电解电容老化所表现出的故障现象及检修思路: WWW_PLCJS※COM-PLC-技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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[故障实例1]一台富士5000 G9型90kW变频器,运行中跳欠电压故障。该变频器连续工作已近十年,接手后,先用电容表测试直流回路储能电容的容量,储能电容共6只,每只电容量为8200uF,检测其容量为8000-8300uF之间,感觉电容都没有问题。从调压器送入可调三相电源,检查电压检测电路并监测面板显示直流电压值,说明直流电压检测电路也没有问题。测直流回路电压,在输入电压为380V时,直流电压为540V左右(轻载),检查不出问题所在。 WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
将变频器拖动37kW电机,满载运行,未路欠电压故障。还是感觉不放心,后来又找一个工厂,用变频器拖动75kW电机,满载运行,跳欠电压故障停机,运行中检测直流回路电压,已跌至430V。变频器确实存在故障! WW.W_PLC※JS_C,OM-PL,C-技.术_网
带载情况下直流回路电压低,只有两部分可怀疑元件:一是三相整流电路,本机由六块100A整流模块构成三相整流电路,每二块相并联使用。用数字万用表的二极管档,测整流桥的正向压降,在430(0.43V)左右,用指针式万用表,测其正反向电阻,都没有问题。该款变频器有个特点,整流模块与逆变模块的使用,在功率上有相当大的余量,整流模块的稳定性也优于电解电容。因而还是不能排除电容的嫌疑。想要代换试验的话,但手头又没有这么多整流模块和电容备件。只有确定是整流桥还是电容的问题,购件后才验证故障所在。 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
显然,电容器的损坏,并不是因使用年限过长造成的容量下降,用电容表测试容量也是满足要求的。但本机故障表现,又确实像是储能电容的容量下降,起不到应有的储能作用,而使直流回路的电压下降,导致电压检测电路报出欠电压故障。 WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
电容的容量减小,轻者表现为带负载能力差,负载加重时往往跳直流回路欠电压故障,电容的进一步损坏,还有可能使直流回路电压波荡,形成对逆变模块的致命打击。此类故障往往又较为隐蔽,不像元件短路容易引人重视,检查起来有时也颇费周折,尤其是大功率变频器中的电容,运行多年后,其引出电极常年累月经受数百赫兹的大电流充、放电冲击,出现不同程度的氧化现象,用电容表测量,容量正常;用万用表测量,也有鲜明的充、放电现象,反向漏电流阻值也在容许范围内,但接在电路中,则因充、放电内阻增大,相当于电容充、放电回路串接了一定阻值的电阻!电容的瞬态充、放电电流值大为降低,实质上电容的储电能力下降,相当于电容量严重减小。因储电能力下降,致使直流回路电压跌落,变频器不能正常工作,检修人员可能会作出误判! 若非负载状态下,同时监测直流回路的电压值,在维修部的轻载条件下,很难判定和分析到是储能电容的问题。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
电容电极引线电阻的出现,是常规测量手段所无法测出的,进行深入分析,才出了这种结论。 WW.W_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
经过以上分析,邮购6只8200uf400V优质电解电容,将该机储能电容全部代换后,再行拖动75kW电机处于满载运行状态下,不再跳欠电压故障,测直流回路电压,带载情况下,已高达520V以上。变频器修复。 W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
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二、充电接触器主触点接触不良所表现出的故障现象及检修方法: W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
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当充电接触器的触点接触不良时,同样跳欠电压(或直流回路电压低)的故障。见下述实例。 WW.W_PLC※JS_C,OM-PL,C-技.术_网
[故障实例2]一台东元7300MA型37kW变频器,运行中随机性跳“直流回路电压低”故障,有时一天数次跳故障,有时能连续运行好几天。故障再现时,为变频器重新上电,则又能正常运行段时间。用户工作现场电压的供电电压很稳定,没有什么问题,同时使用的其它数台变频器,和同型号变频器,都没有这种问题。 WWW_P※LCJS_CO※M-PLC-技-.术_网
送维修部后,变频器上电后,听得“哐当”一声响,充电接触器闭合了,空载或轻载时,连续运行三天,未跳直流回路电压低故障。用三相调压器调节输入电压,同时监控操作显示面板显示的直流回路电压值,与输入电压成成比例变化,并且在较大范围内,变频器都不报出故障,说明检测电路没有问题。 WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
重点又检查了直流回路的储能电容,其容量与标称值没有大的出入,该机器使用年限不长,储能电容又是选用优质元件,应该是没有问题的。 W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
反复上电几次,都能听到充电接触器的吸合声,说明充电接触器的控制电路也是好的。是什么原因导致了直流回路电压低呢? WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
进一步联想到:充电接触器虽然吸合,但主触点闭合情况,却只有将接触器拆卸后,才能观察到。拆开接触器后,发现三对主触点烧灼严重,同时发现三相逆变模块大多换新,该机器已经维修过。也许是模块炸毁时,使充电接触器的主触点同时受损。 WWW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
接触器为电磁开关,其闭合与释放是电磁作用与机械部件相配合所完成的。当接触器主触点烧灼变形,或由于使用年限过长,产生机械形变或机械老化时,会产生机械动作受阻从而产生吸合不到位,造成主触点接触不良的现象。 WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
该例故障,因触点烧灼,产生接触电阻,运行中产生打火现象,触点的接触情况产生随机性恶化,则直流回路电压有随机性跌落现象,导致欠电压报警。而停电后再闭合,则改善了接触器触点接触状况,变频器又能运行一段时间。接触器产生机械形变后,也有此种现象,以至有的电工得出了这种一种经验,跳欠电压故障时,或为变频器反复上电几次,或震动变频器几次后,变频器又“神经质”地“好”了。 ——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
换用优质接触器后,故障排除。 WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
该例故障,有“耳听为虚,眼见为实”的检修特点,听声音接触器是闭合了,但主触点的闭合状态,只有眼见才能更好地确定。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
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三、晶体管老化失效所表现的故障现象及检修思路: P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
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晶体管器件的老化和失效故障,更为隐蔽,其表现出的故障现象也更加难以琢磨,比之检修电容器、接触器等元件,又上升了一个难度上的等到级。下文以检修开关电源的两个故障实例,来说明对晶体管老化故障的检修。这两例故障,一例为输出电压偏高,一例为输出电压偏低,但故障元件都是隐蔽得很,饶有趣味啊。 WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网