变频器内部故障排查实例分析

【预备知识】

变频器：变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

【现场还原和检修】

之前正常停机的高压变频器，重新启动运行，运行不到一天时间，运行中跳停了，开始怀疑是因为配电室空调没开，过温引起的跳停，重新上电后，发现主板有个黄灯亮了，根据说明书的上面的描述，这是一个功率单元出问题了，现场拆开检查发现IGBT炸了，更换IGBT后还报故障，但是主控板的故障灯是变成了红灯了的，怀疑功率单元主控板有问题，现场有一块板据说可能可以使用，更换后还出问题，同时闻到糊味；再次拆开检查，发现直流电压取样后处理的电路上的一个电阻烧了，而且此时功率单元上面的灯一个也不亮，主控板的故障灯是红灯了的；根据这些现象，然后细看功率单元内的控制板电路分析，觉得刚才换下的主功率单元的控制板可能没有坏，坏的是第一次更新的IGBT及其从炸的IGBT上拆下来的触发控制板，同时仔细检查发现上一次更换的主控板，从直流母线上去直流电的极性接错——P/N接反。重新换回旧的功率单元主控板，换一个备用的IGBT及控制板，上高压电，自检通过，故障消失。

期间要从这样18个的功率单元判断出哪一个功率单元发生故障，这点不得不佩服国产高压变频器的强大，首先主控板上的指示灯可以指出位置，然后打开高压变频器功率单元的柜门，看功率单元下部的指示灯也可以看的出此功率单元是否故障。否则18个挨个拆开，那是很累人的。

据说此柜子，在某码头呆了半年多，然后现场开箱时打开集装箱－－里面是有水的。然后，以前也炸过的，估计有些东西没换完，后续运行又暴露了。

在管子的侧面有型号的，当然你等他炸了才看，那是看不到的，至于如何检查，说句实话咱心里真没底，幸好有度娘啊，可以找到这个型号的参数，也证实了现场和施工单位的技术人员讨论（其实是争论）的一个事实，他建议要求变频器厂家把这个IGBT改成300A的，然后我依稀记得这个型号就是300A的，告诉现场本身就是300A的；

对于这个型号，根据度娘出来的资料，看看内部电路结构到底是咋样的

【IGBT检测】

一般书上或论坛上介绍的检测的IGBT方法很多，好多都是需要用指针式的万用表来检查的，咱现场也没有，不过现场有新模块，也有不知道是新还是旧的模块，能否用手上的FLUKE179来判断能否使用呢？看现场的东西，触发线是4根的，觉得是对应上图的HALFBRIDGE图片的接线方式的（开始没注意到管子上其实标了6754的标识的，只是白色的管子写了白色的字，检测完然后初步判断出这个标识结果，然后细看才看到的。因为不细心，给自己添加了麻烦）；当时是这样判断的：

不管现场标号了，初步判断中间那就是传说中的2了，然后哪端是1哪段是3，然后红表笔接2，然后黑表笔接1 ，读数是29，反向不通；然后红表笔接2，黑表笔接3，读数是58，反向不通。分析这个差距的原因，2-1流向，测的是一个二极管的。测2-3，是测了2个二极管的；然后搭接触发极：找根短线给6接到万用表的红上面，然后1接万用表的正，2接福，1-2导通了；根据这个新管的测量结果，然后测量现场一个带有尾部触发端子上的小板子的可控硅是好的，数据基本一样就咱就认为是好的了；

总结：其实这种IGBT模块，咱这个测量办法，测的就是IGBT上反并联的保护二极管，测出的电阻就是二极管的电阻，只是初步判断而已。而给触发极6和5接上红表笔，才是真正判断IGBT本身是不是有问题的。

高压变频器已经运行；另外重新给控制柜送电，发现这个高压变频器的触摸屏面板，其实不是咱们常见的普通触摸屏，原因它的操作系统不是WINCE，而是WINXP专业版的。

IGBT是2个并联的，按道理是2个会同时坏的，开始也以为是控制板和驱动引起的，但是控制板旧的可以继续使用，另一个IGBT现在继续运行；炸的IGBT上的触发上面的小控制板，拆下来换到新的IGBT上，还报故障的；所以我觉得就是那小板引起的，小板看就是电阻啊。进线的快熔烧坏了的，快熔也换了。所以觉得这个快熔起的保护作用还可以。

【小贴士】

IGBT：绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT综合了GTR和MOSFET两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。一般所说的IGBT也指IGBT模块，IGBT模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。