AB变频器功率单元检测过程及原理分析

检测用工具

1.高压变频器功率单元维修工装

2.交直流可调电源  AC 450V  50W,  DC  1300V  50W

3.三相接触调压器TSGC2-3KVA  输入电压380V，输出电压0-430V

4.三相隔离变压器SBK-3000VA   输入电压380V，输出电压690V

5.数字电容表VC6013   200PF--20000μF

6.数字示波器 普源DS1102E，另配X100高压探头

7.数字万用表FLUKE 17B+

AB变频器功率单元检测

一．部件检测

1.进线熔断器  使用万用表电阻档位，测量熔断器两端的电阻值。

标准：标志清晰，熔管表面光滑无裂纹，两端电阻值应小于0.5欧姆。

2. 滤波电容器  一般功率单元内使用6个滤波电容，采用3串2并的方式使用。给水泵功率单元较大，使用12个滤波电容，3串4并。串联电容总容量等于每个电容器容量的倒数和的倒数，并联电容总容量等于各个电容器容量的和。测量时使用数字电容表的2000μF×10档位，测量总电容值，然后和计算出来的总容量进行对比。需要注意的是使用电容表测量电容器前，应对电容器进行放电，另外要注意电容器的正负极，红表笔接正极，黑表笔接负极。

标准：外观检查无鼓包、凹凸面、漏液情况，实测电容器总容量应不小于电容器额定容量的80%。

3.整流桥模块  测量时一般使用数字万用表二极管压降档位测量整流桥模块内封装的6个二极管的通断来确定整流桥模块的好坏（当万用表在二极管压降档位时，表笔两端有2.5V左右的开路电压）。

标准：二极管正向导通显示电压值，反向截至显示为无穷大，导通压降约为0.4V（参考值）。

4.压敏电阻   压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器元件，当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时，流过它的电流极小，它相当于一个阻值无穷大的电阻；当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时，流过它的电流激增，它相当于阻值无穷小的电阻，利用压敏电阻的特性，用于在电路承受过电压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件和后续电路。我个人理解是当电路中的过电压使压敏电阻导通后，功率单元的输入侧相间短路，熔断器熔断，保护后续电气回路。检测时使用万用表电阻档位测量整流桥并联压敏电阻。 

标准：压敏电阻在正常情况下不导通，阻值为无穷大。

5. IGBT模块

AB变频器功率单元内都是使用的德国英飞凌的IGBT，IGBT的英文全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，中文名称是绝缘栅双极型晶体管。具体检测步骤及标准详见检测报告单。

型号解释BSM150GB170DLC：

BSM--------------带反并联续流二极管(F.W.D)的IGBT模块

150-----------Tc=80°C时的额定电流

GB----------两单元模块(半桥模块)

170-------额定电压×10

DLC----带(EmCon)二极管的低饱和压降

6.开关电源板  开关电源是一个恒压元件，用交直流调压电源给模块输入侧逐步加直流电压，加至950V，看其输出电压，在250V左右为正常。开关电源输入侧接的是功率单元输入的三相690V经整流滤波后的电压，大约为直流950V，其输出侧接主控板Y3，给主控板供电。

注意：上述测量方式比较危险，不建议采用。因为线路板一般使用插

接头来连接电源，正负极线柱之间的距离较小，带压测量时很容易短路，测量时尽量使用带鳄鱼线夹的表笔，加压前先把表笔夹好，推荐采用下图测量方式。

7.主控板

7.1首先要给主控板加电，有两种方式，第一种就是用可调电源给开关电源板加压，由开关电源给主控板供电；第二种就是把主控板上Y3的电源线的插接头拔掉，用可调电源给主控板加80-200V的直流电，注意核对正负极，一般情况下插接头红线是正极。另外要注意的是不要先调压在接线，要先接好线再调压。

7.2主控板加电试验的过程中，主控板去IGBT的四对驱动线不要拆掉。

7.3用光纤将功率单元和工装连接好，将功率单元维修工装开机，选择厂家罗克韦尔，启动通讯，停机，运行，然后测主控板四路驱动的波形和电压，有17V左右的交流电压且有方波就说明主控板输出正常。

二．上电测试

1.先给功率单元加一个交流30V的低电压。接线顺序是电源+调压器+变压器+功率单元，维修工装给定电压输入50%，测量功率单元输出电压应该是交流15V，然后测量其波形，正常的应该是规律的方波。

2.在功率单元输出侧串接3个220V的灯泡，用光纤将功率单元和工装连接好，将功率单元维修工装开机，选择厂家罗克韦尔，启动通讯，然后给功率单元加690V交流电压，按维修工装的待机、启动，调整维修工装的给定电压，查看功率单元的输出电压和波形。此时测量时应用X100的示波器探针。

利德华福变频器功率单元

利德华福功率单元的熔断器、整流桥、IGBT等元件的检测方法和AB的一样，这里就不再重复。所不同的是它每个功率单元只有1块电路板，这个电路板是由一个720V变180V的控制变压器供电的，控制变压器的低压侧接电路板，高压侧接功率电源的三相输入电源的其中两相。低压测试步骤如下：

1.拆掉下图红圈中的两根线WD21、WD22，然后接上AC220V的交流电，电路板的L2指示灯就会亮起来。

用光纤将功率单元和维修工装连接起来，打开维修工装选利德华福，依次点击启动通讯，停机，运行，然后测量电路板四对驱动线WK1-WK2,WK3-WK4,WK5-WK6,WK7-WK8的电压和波形，这四对线是IGBT的开关控制信号，测得电压是AC12.5V，以及如下方波，说明电路板正常无故障。

3.检测功率单元

先给功率单元加一个交流30V的低电压。接线顺序是电源+调压器+变压器+功率单元，维修工装给定电压输入50%，测量功率单元输出电压交流15V，然后测量其波形，正常的应该是规律的方波。

调整示波器水平方向旋钮，波形压缩之后变成下图的标准方波。

4.给功率单元加690V交流电压，在其输出侧串接3个小灯泡，调整维修工装的给定电压，查看功率单元的输出电压和波形。此时测量时应用X100的示波器探针，并且在一次加压之前先把万用表的表笔和示波器的探针固定在功率单元的输出端，防止带点测量时不小心短路。给定电压10%的时候单元输出电压是75V，给定电压30%的时候单元输出电压是210V，50%的时候单元输出电压是350V，给定电压100%的时候单元输出电压是687V，成比例上升。随着电压的上升，灯泡越来越亮，功率单元上电也可以不带负载，带灯泡的目的主要是为了对输出电压有个直观形象的认识，波形是和上图一样的方波。

5.测量滤波电容

额定容量是6300μF，测得6070μF，只要不低于额定容量的80%就是合格的，注意电解电容是有极性的，有白色图标的一侧为负。一个功率单元滤波回路是三个电容器串接而成的，串联电容总容量等于每个电容器容量的倒数和的倒数。所以我们测总容量是2020μF。

串联连接的每个电容器上都并联有一个均压用的水泥电阻，型号是20W  33K  J，含义是功率20W，电阻33KΩ，电阻误差是±5%。

附AB变频器功率单元检测报告单

编辑：黄飞