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變頻器模塊損壞原因探析
泰州技師學(xué)院 郭詩遙 江蘇泰州 225300 2021/2/24 12:54:14
（接上頁）命及工作正常進(jìn)行，變頻器應(yīng)大于電動機兩個規(guī)格配置。如0.75KW電動機，配2.2KW變頻器。這樣使得變頻器最大電流小于其過電流保護(hù)值，確保工作正常進(jìn)行。
表2 加速時間與變頻器最大電流的關(guān)系
加速時間 變頻器最大電流 變頻器正常工作電流
1秒 6.0A 3.2A
5秒 4.0A 3.2A
10秒 3.3A 3.2A
（3）設(shè)備操作不正確，導(dǎo)致變頻器模塊損壞。設(shè)備慣性大的場合，為防止出現(xiàn)過電壓保護(hù)，變頻器的停止方式往往由減速停車，設(shè)置成自由停車。這樣變頻器在接到停止命令后，電動機自由停車，在設(shè)備慣性作用下，電動機要和設(shè)備一起旋轉(zhuǎn)一段時間，才能停止。如果在電動機停止前，再次啟動變頻器，則變頻器首先要輸出一個制動電流，先讓電動機停下來，然后再正常輸出，讓電動機由靜止開始運轉(zhuǎn)。這個制動電流相當(dāng)大，有時模塊在這個瞬間就擊穿損壞。因此，減速方式設(shè)置成自由停車方式時，一定要告知客戶，必須要等電動機完全停止后，方可再次啟動變頻器。
2.2 外部設(shè)備或線路損壞，導(dǎo)致模塊損壞。
變頻器設(shè)計了完善的保護(hù)電路，對電動機的過流、過壓進(jìn)行有效的保護(hù)。特別是經(jīng)常發(fā)生機械卡死現(xiàn)象的場合，有了變頻器的保護(hù)，電動機燒毀的情況大為減少。因為設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)機械卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致電動機停轉(zhuǎn)，這時電動機中電流急劇升高，電動機線圈溫度迅速升高，線圈會立刻燒毀。如果有了變頻器的保護(hù)，電動機由于機械卡死，電動機線圈中的電流迅速升高，一旦達(dá)到變頻器的過流保護(hù)值，變頻器會立刻停止輸出，并發(fā)出過電流報警。這個保護(hù)動作迅速，一秒就能完成。因此電動機一般不會損壞。既然有了變頻器的保護(hù)，那么為什么還會發(fā)生，電動機損壞導(dǎo)致變頻器模塊損壞的情況發(fā)生？而且這種變頻器模塊的損壞，大多數(shù)是發(fā)生在設(shè)備工作過程中，而不是設(shè)備開始啟動的時候。究其原因，我認(rèn)為在工作過程中，如果突然發(fā)生電動機線圈短路、搭鐵損壞等故障，電動機中的電流異常增大，在突然大電流沖擊下，有可能變頻器的保護(hù)電路來不及作出反應(yīng)，模塊就損壞了。除了電動機使用中線圈突然損壞，容易導(dǎo)致變頻器模塊損壞外，電動機的引線，即變頻器到電動機之間的三根線，如果在使用中突然發(fā)生絕緣老化短路故障，也有可能損壞模塊。所以，對于損壞模塊的場合，重新安裝變頻器之前，應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備和電動機引線，排除存在的故障隱患，這對于避免再次損壞變頻器至關(guān)重要。如果檢查不出外部設(shè)備或線路存在故障，在通電試機時，應(yīng)把速度旋鈕歸零，啟動時，緩慢增加速度，同時檢測工作電流，電流正常，方可加大速度。如果電流異常，及時關(guān)閉，找出電流大的原因。切不可，高速運行試機。因此，正確試機，也能減少再次損壞變頻器的概率。
2.3 變頻器內(nèi)部電路故障，導(dǎo)致模塊損壞。
模塊逆變電路由六只IGBT管子組成，六只IGBT管子分成三組，每組由兩只管子組成，構(gòu)成一相電路。兩只IGBT管子，一只稱為上管，另一只稱為下管。工作時同一相電路中的上管和下管不能同時飽和導(dǎo)通，否則導(dǎo)致模塊損壞。六只IGBT管子由驅(qū)動電路中六只光耦來驅(qū)動。六只光耦將CPU送來的PWM控制信號，經(jīng)放大、高、低壓物理隔離后，送到六只IGBT管子的觸發(fā)極，控制管子的導(dǎo)通與截止。靜態(tài)時，即變頻器未運行時，六只IGBT管子處于截止?fàn)顟B(tài)，因此驅(qū)動光耦加在IGBT管子觸發(fā)極上的是負(fù)電位或零電位。如果驅(qū)動電路異常，加在IGBT管子觸發(fā)極上的電位變成了正電位，則一運行，該相上、下管同時飽和導(dǎo)通，上下管子立刻擊穿損壞。經(jīng)過統(tǒng)計，驅(qū)動電路異常導(dǎo)致的模塊損壞，往往發(fā)生在，變頻器運行的瞬間。所以，為了防止因驅(qū)動電路異常，導(dǎo)致變頻器模塊再次損壞，試機時，應(yīng)有防損壞保護(hù)措施。這個保護(hù)措施就是在直流電源與變頻器模塊逆變電路直流電源輸入端之間串聯(lián)兩個220VAC,60W的電燈泡。如果驅(qū)動電路異常，流過模塊中電流非常大，串聯(lián)的電燈泡會立刻發(fā)光，由于電燈泡發(fā)光后，電燈泡兩端產(chǎn)生電壓降，使得加到模塊逆變電路上的電壓很低，模塊就不會擊穿。如果驅(qū)動電路正常，電燈泡一般就不會發(fā)光。驅(qū)動電路中的光耦、電阻、穩(wěn)壓二極管、整流二極管等元器件損壞或性能不良，都會導(dǎo)致IGBT觸發(fā)極電位偏離負(fù)電位或零電位，引起模塊損壞。因此，在更換模塊時，仔細(xì)檢查驅(qū)動電路中每一個電器元件，仔細(xì)測量IGBT管子觸發(fā)極的正、反特性及偏置電壓，非常重要。只有六路光耦驅(qū)動觸發(fā)電路，完全對稱、一致，方可在有保護(hù)的條件下，運行變頻器。這樣可有效減少因驅(qū)動電路異常導(dǎo)致模塊損壞。
3 結(jié)語
（1）選擇變頻器時，變頻器的功率應(yīng)大于或等于電動機功率，變頻器的實際工作電流應(yīng)小于額定電流的70%，這樣可有效延長模塊的使用壽命。
（2）重載場合，應(yīng)盡量延長加速時間，可有效（未完，下一頁）
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