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变频器逆变电路维修
变频器能够对电源电流进行调节变频,实现交流电机的软启动,进行变频调速,提高设备运转精度,改变设备功率因素,对设备进行过流、过载、过压保护.一般情况下,变频器可以分为整流单元、高容量电容、逆变电路和控制器四个部分,其工作流程为整流单位对接受的固定交流电进行转化,转化为特定的直流电,然后经由高容量电容进行储存,逆变电路能够通过大功率晶体管开关阵列形成电子开关,对储存的直流电流进行转化,转化成为具有不同频率、不同宽度、不同幅度的方波,转化完成的方波在经过控制器处理,形成交流电,继而应用到电气设备中.在整个过程中,逆变电路起着对电流进行再度转化的作用,如果逆变电路出现了问题,变频器系统将无法进行正常运行,进而对整个电气设备系统的运行造成不良影响.因此通过对变频器逆变电路进行及时的维护整修,能够有效地避免变频器停摆,电力设备运行不良的发生,从而更好地帮助电力设备进行稳定运行,投入到人们生活中的使用.
一、变频器逆变电路的构造
常见的变频器逆变电路是由IGD、IGBT、电容等不同元件组成的,IGBT在整个逆变电路中起着核心作用,IGD负责对IGBT进行触发、保护和监控,电容则是用来对直流电进行暂时保存.一般情况下,逆变电路损坏原因有两种,IGD损坏和IGBT损坏,通过这两个部分的诊断维修,能够有效地解决逆变电路故障问题,实现变频器的正常运行.
二、IGBT常见故障与诊断
1.IGBT常见故障判断原理
IGBT是指绝缘栅双极型晶体管的缩写,它的发射极和栅极之间有很大部分的面积相邻,这部分空间中有一层二氧化硅绝缘栅起到隔绝作用,形成一个电容.正常情况下,IGBT在G-E之间能够进行电容特性的测量,ICBT的电容值和容量呈现正比关系.因此为了提高IGBT的工作效率,往往将隔绝栅的厚度做得极薄,导致其耐压值过低,一旦电压超出了隔绝栅的耐压上限,很容易导致隔绝栅被击穿,造成电容特性消失,IGBT损坏.因此通过对CG-E电容特性进行测量,能够对G极是否损坏进行判断,同时通过CG-C和CE-C的测量结果也可以作为C和E的判断依据[1].
2.常见的IGBT损坏原因
2.1 dt/dv导致的栅极击穿
当栅极处于悬空状态时,由于G-C与G-E之间的电容特性,如果C-E突然发生电压增高,会对CCG和CCE进行充电,造成栅极电位超出了上限,绝缘栅被击穿,绝缘失效.因此在进行IGBT的耐压测试时,应当用导体短接GE,在进行IGD的安装时也必须保证IGD和栅极进行可靠接触,避免由于充电导致的电压升高,造成dt/dv击穿.
2.2擎住效应
在IGBT内部,各有一个等效的PNP三极管和NPN三极管,这两个三极管又形成了一个等效晶闸管.正常情况下,NPN三极管处于休眠状态,不起作用,但是当电流超出限定范围时,NPN三极管将造成IGBT失控,出现擎住效应,无法进行及时关断,致使IGBT被烧毁.
2.3过流损坏
在IGBT进行正常工作时,会在栅极处施加一个正电压,对P沟道内电子进行吸引,进而形成临时的N性半导体区域,这个区域厚度往往取决于栅极的电场厚度,IGBT通态电阻越高,热耗损和管压降越大,当实际电流超过了额度值,IGBT可能就发生损坏.
2.4散热不良热击穿
当大电流通过时.IGBT会产生较大的热量,如果没有妥善的散热措施,无法进行及时的散热,过高的温度会对IGBT造成不良的影响,发生热击穿现象,形成IGBT的损坏[2].
三、IGD常见功能与故障
1.IGD的构造和工作原理
从构造上来看,IGD模块可以分为DC-DC隔离电源、Uce监控电路和触发/关断电路三大部分,PSU供给的直流电压经过隔离电源中频震荡处理,由隔离变压器进行整流平波后再提供给IGD使用,利用隔离电源,能够有效地稳定IGBT触发电压,避免电压波动造成IGBT触发端的损坏,当IGD模块发生损坏时,隔离电源能够起到对IGBT保护的作用,避免超额高压进行到PSU中,导致IGBT损坏.不同型号IGD模块的隔离电源具有不同的输入电压,6SE70系列的隔离电源的输入电压为15V,而Micromaster和SINAMICS系列的隔离电源输入电压为24V[3].
2.IGD常见故障
IGD在进行使用的过程中,如果隔离电源发生损坏、监测电路失效或者电路控制失效,也会导致IGD无法进行正常的运行.隔离电源的内部元件构造相对比较脆弱,在隔离电源的整体结构中,起振电路核心是一枚CMOS半导体,这种半导体虽然和TTLIC半导体相比拥有更宽的工作电压和更低的能耗,但是也更加容易被损坏.隔离电源的开关管使用的是MOS管.通过MOS管的应用,固然能够提升IGBT的开关速度,减少开关管的损耗,但是在恶劣环境中的损坏可能性更大,另外作为电压触发元件,IGBT在触发电流方面没有太大的要求,不需要隔离电源具备太大的电流输出能力,一旦IGBT的G-E发生了短路或者其他IGD元件发生了短路,隔离电源很容易就会发生损坏.当IGBT损坏时,往往会产生电路控制失效,在进行控制时IGBT的G-E区域没有产生关断电压,测量时无法测量到触发电压.如果IGD的稳压管或者肖特基二极管发生了损坏,会导致监测电路回馈丢失,使得变频器在运行前就开始故障报警,影响到变频器的正常使用.
总结
随着在工业领域、日常领域频器应用范围的不断增大,变频器的维护检修成为了一个具有现实意义的重要课题,通过对常见的变频器逆变电路故障进行初步的分析,找出相应的故障原因,能够有效地为日后的变频器维修提高参考意见,从而促进变频器的应用推广,实现电器设备的节能运作.
变频器论文范文结:
关于本文可作为相关专业变频器论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文变频器论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。