第七章变频器测量与维修

1主讲：王兆义第7章变频器测量与维修•7.1测量基础•7.1.1用万用表电阻挡筛选元件•变频器在维修过程中，用指针式万用表的电阻挡测量电阻、电容、电感、半导体等器件的好坏，仍是一种最简单、最有效的方法，仍然被广大维修人员所采用。为什么要采用指针式万用表？其原因是指针万用表的电阻档是一个电源电阻电路，它根据欧姆定律原理进行设计，指示部分通过表针的位置和数字来指示，在测量半导体器件时还有数字万用表不能替代的地方，因此，本课程以指针式万用表为例进行介绍。第7章变频器测量与维修•1.测电阻•先选档位，再调零，后测量。•如果测量前不调零，测出的阻值不准确。第7章变频器测量与维修•2.测电感•电感是由铜丝绕制而成的线圈，小到芝麻粒大小，大到电动机绕组。•用万用表的电阻挡测电感，实际上是测量电感中的导体电阻以及充放电情况。•测量目的：•①电感是否开路；•②根据测量的电阻值判断电感是否有短路现象。•参考意义：如果电感是工作在低电压，不存在击穿短路现象，则测出的“通”或“断”具有参考价值。如果电感是工作在高电压，开路具有参考意义，测出的电阻值参考意义不大。第7章变频器测量与维修•3．测电容•1）电容结构•2）电容工作原理电容器在工作时，由于电容两端的电场变化使电容器有充电电流。•k闭合，E给C充电。开始时充电电流最大，以后慢慢下降，直到电容器电压等于E两端电压为止，此时充电电流ic=0。•当电容充电结束，将电容两端短路，电容放电。第7章变频器测量与维修•3）测量原理当将万用表的两只表笔接到电容的两个引脚，表内电路相当于电容的充电电源。•4）测量目的检查电容器是开路、短路、容量是否消失、有无漏电等。•5）参考意义•①测量时表针打到头不返回，电容短路（损坏）；•②测量电解电容时可几只对比测量，表针摆动幅值小的容量不足（下降）；表针摆动后不能返回原点的，漏电，使用中发热，不宜使用。•③测量小容量电容时，只有短路可作为参考，开路、容量大小测不出来。数字万用表都用电容档，可用数字万用表的电容挡进行容量测量。第7章变频器测量与维修•4．测晶体二极管•如正反测量都通，短路；正反测量都不通，开路。在导通时，有一定的正向电阻。第7章变频器测量与维修•5.测晶体三极管•NPN：黑笔基极，红笔E或C，都通；表笔反向，都止。•NPN：红笔基极，黑笔E或C，都通；表笔反向，都止。•参考意义：如果测出的晶体管符合以上规律，可基本上判断管子是好的。第7章变频器测量与维修•6.晶闸管•1)侧穿透电流用万用表R×10k档分别测UAk或UkA，表针应摆动很小（理论上不摆动，但因有穿透电流，表针摆动，但不可太大）。如打到头，管子击穿。测出的管子可大致确定好坏。•2)测触发导通晶闸管在阳极和阴极之间加上如图电压(正向电压)，在触发极上加上G正K负的触发信号，导通。测量时将G、A短路接到表的黑笔，导通后将G极移开，仍导通，好的(测触发导通时用R×10或R×1挡)。第7章变频器测量与维修•7．测IGBT•1）测好坏•用万用表R×1k档分别测量各电极，都不通；•用万用表R×10k档分别测量各电极，C、E间•有5～10k电阻（漏电电流电阻），其他各极都不通。•2）测放大能力•将万用表打到R×10K挡，•黑接G，红接E，然后断•开，再将黑笔接C，红笔•接E，导通，好的；不通，•没有放大能力。第7章变频器测量与维修•7.2变频器主电路在路测量•主电路的在路测量是主电路测量的第一步，因为在路测量不用将变频器作大的分解，只需去掉接线端子面板就可以进行，因此具有省时、安全等优点，维修人员乐于采用。第7章变频器测量与维修•7.2.1在线电压测量•用指针式万用表的交流电压档分别测量变频器的三相输入电压，三相输出电压；用直流电压档测量直流母线电压UPN，可判断变频器一系列故障。•1.变频器输入电压测量•1）测量目的：变频器欠压报警，检查变频器是否输入电压低、缺相等。•2）测量表具：交流电压表，×500V交流挡。•3）测量方法：测量变频器的接线端子3个接线桩的线电压值，需要注意的是：3个相线都要测量。第7章变频器测量与维修•2.变频器输出电压的测量•1）测量目的：变频器出现输出异常报警、电动机噪声大、无力、发热等。判断变频器是否缺相、输出不平衡等。•2）测量表具：用指针式万用表500V交流电压档测量(不能用数字万用表)。•3）测量方法：方法与测量输入电压相同，测出值的参考价值为：有的相没有电压，缺相，模块坏；三相电压不平衡，一种可能是电压低的相开关管工作不良(有时导通有时不导通)，另一种可能是电动机的问题，要断开电动机重测，如果电动机断开仍不平衡，变频器问题，断开后平衡，查电动机。第7章变频器测量与维修•3.直流母线电压的测量•1）测量目的：当变频器报缺相、欠压，测量输入电压又没问题，测量此电压。用以判断变频器内部是哪一块电路出了问题。•2）测量表具：直流电压表，选1000V直流挡。•3）测量方法：红表笔接直流母线P点(有对应的接线端子)，黑表笔接N点，读出测量电压值。根据整流原理，变频器应在负载情况下测量。只有在负载情况下测量，才能看出电压是否低落。负载下电压低于470V，滤波电容容量下降；低于400V，缺相。第7章变频器测量与维修•7.2.2在线电阻的测量•测量变频器的在线电阻，就是测量R、S、T对P、N两点之间的电阻和U、V、W对P、N两点之间的电阻。测量时用小阻值电阻档，如R×10Ω或R×1Ω.因为主电路中都是大功率电子器件，都有一定的漏电流，用高阻值档容易得出错误结论。第7章变频器测量与维修•1.测量前对电路的处理•阻值很大的器件和IGBT，从电路中剔除。第7章变频器测量与维修2.输入端在路电阻的测量1）万用表黑笔接R、S、T，红笔接P点，都应该通，那路不同，那路二极管开路。表笔反接，都应该不通，那一路通，那一路二极管短路。由此可测量出上桥臂VD1、VD2、VD3三只二极管的好坏。第7章变频器测量与维修2）万用表黑笔接R、S、T，红笔接N点，都不应该通，那路通，那路二极管短路。表笔反接，都应该通，那一路不通，那一路二极管开路。由此可测量出下桥臂VD4、VD5、VD6三只二极管的好坏。第7章变频器测量与维修•3.输出端在路电阻的测量•输出端和输入端有着一一对应关系，其对应关系为：•VD1、VD2、VD3对应VD7、VD9、VD11•VD4、VD5、VD6对应VD8、VD10、VD12•端子：R对应U，S对应V，T对应W第7章变频器测量与维修•1）上桥臂二极管电阻的测量•测量方法和输入端上桥臂电阻测量方法相同。万用表黑笔接U、V、W，红笔接P点，都应该通，那路不同，那路二极管开路。表笔反接，都应该不通，那一路通，那一路二极管短路。由此可测量出上桥臂VD7、VD9、VD11三只二极管的好坏。第7章变频器测量与维修•2)下桥臂二极管电阻的测量•测量方法和输入端下桥臂电阻测量方法相同。万用表黑笔接U、V、W，红笔接N点，都不应该通，那路通，那路二极管短路。表笔反接，都应该通，那一路不通，那一路二极管开路。由此可测量出下桥臂VD8、VD10、VD12三只二极管的好坏。第7章变频器测量与维修•4.说明•1）在以上测量中，主要是判断电路有无开路情况，因为电路如果有短路，就会造成爆机，就失去了在路测量的意义(电路模块都炸了，用不着测量了)。•2）上述在路测量是在变频器没有从电路上拆下之前进行的测量，具有省时、省事、操作方便，测量结果可信度高等优点，第7章变频器测量与维修•7.3维修工具和维修方法•7.3.1变频器维修工具•进行变频器的硬件维修，要配备一些测量工具，才能进行变频器的检查和元器件的替换。•1.指针式(整流式)万用表•用途：测量变频器输出电压(不能用数字万用表)、测量整流桥二极管的情况、测量电容性能(充放电)及好坏、测量变压器断路及匝间短路、测量逆变桥中元件的情况。•2.数字万用表•测量控制电路中的电信号及元件。•3.同步脉冲示波器•观察控制电路中、尤其是触发信号产生电路中各点的波形，变频器的输出波形等。示波器的测量频率在20MHz即可满足要求。第7章变频器测量与维修•4.方波信号发生器•用于驱动电路的隔离输入端，用方波代替PWM信号，检查驱动电路是否正常工作。•5.直流电压源•为检测控制回路、驱动电路、保护电路提供电源。•6.驱动电路检测仪•与示波器配合，用来查询驱动电路故障。•7.通信接口电路检测仪：寻找通信接口故障。•8.电动机代负载：作试运行用。•9.红外线测温仪：检测变频器温度。第7章变频器测量与维修•10.热风机：拆卸贴片器件（集成电路）。•11.钳式电烙铁：拆卸插脚集成电路。•12.吸锡电烙铁：拆卸长脚元器件。•13.模块专用电烙铁。第7章变频器测量与维修•7.3.2元器件的拆卸•变频器元器件的拆卸是一个突出的问题。•1.弱电部分弱电部分是高密度排布，由于元器件的体积小，在拆卸时稍不尽心，就会损坏线路板，造成严重后果。两个引脚的元件可以用电烙铁，三个以上引脚的器件用电烙铁困难。•贴片器件用热风机，多脚双排插脚集成电路用钳形电烙铁。第7章变频器测量与维修1）贴片元件贴片元件就是贴在表面直接焊接的器件第7章变频器测量与维修•2）背面插焊元件•该类元件是从正面插入，背面焊接的器件。第7章变频器测量与维修•2.强电部分强电部分的两脚元件可以用电烙铁，多脚器件、大功率模块，拆卸困难。大功率模块有以下拆卸方法：•1）可以用钢锯将模块锯掉，然后再用电烙铁将每个引脚拆下。•2）用专用的模块烙铁拆卸因为模块的规格不同，烙铁种类太多。•3）用空心针管将引脚套空，然后将模块取下。•4）用气枪加热，当焊锡融化后将模块取下。在加热前用薄铁片先按模块的孔位钻出孔，将线路板的其他部分挡住，以免烧坏。第7章变频器测量与维修•7.3.3测量•测量时，表具的测头和电路板的连接困难。因为空间太小。信号源、测量表笔必须配备微型探头。第7章变频器测量与维修第7章变频器测量与维修