圖8-24所示為DVP-1 22kW臺(tái)達(dá)變頻器驅(qū)動(dòng)電路帶負(fù)載能力測(cè)量電路。圖8-24中GU、EU為脈沖信號(hào)輸出端子,外接IGBT的G、E極,檢修驅(qū)動(dòng)板時(shí)已與主電路脫離。點(diǎn)畫(huà)線框內(nèi)為外加測(cè)量電路。為電源/驅(qū)動(dòng)板上電后,配合啟動(dòng)和停止操作,在m、n點(diǎn)串入萬(wàn)用表直流250mA擋,與I5Q、3W的外加測(cè)量電阻構(gòu)成回路,檢測(cè)各路驅(qū)動(dòng)電路的電流輸出能力。測(cè)得啟動(dòng)狀態(tài)下,有5路輸出電流值均在150mA左右,一路輸出電流僅為40mA,裝機(jī)運(yùn)行后跳OC的故障原因就在于此,該路驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力不足。停機(jī)狀態(tài)測(cè)得各路電流值均為50mA左右,負(fù)壓供電能力正常。
串接RC起到限流作用,選取電阻值及功率值與柵極電阻相等 (圖8-24中R45的參數(shù)值),以使檢測(cè)效果明顯。
對(duì)驅(qū)動(dòng)電路做功率輸出能力的檢測(cè),可以確定驅(qū)動(dòng)電路正常。在驅(qū)動(dòng)電路與主電路連接的試機(jī)過(guò)程中,以低壓直流電源或在供電回路串接燈泡等措施,進(jìn)一步檢測(cè)逆變輸出回路的故障。正常后,再恢復(fù)逆變回路的正常供電。
驅(qū)動(dòng)電路輸出能力不足由以下兩方面的原因造成:
(1)電源供電能力不足??蛰d情況下,檢測(cè)輸出正、負(fù)電壓往往達(dá)到正常的要求,即使帶載(如接入IGBT后)情況下,雖然對(duì)IGBT的C極瞬時(shí)充電能力不足,但因充電時(shí)間太短,往往也測(cè)不出供電電壓的低落。不帶上電阻負(fù)載,這種隱蔽故障幾乎不能被檢測(cè)出來(lái),電源電路的常見(jiàn)故障為濾波電容失容。如圖8-24中C41因長(zhǎng)期運(yùn)行,內(nèi)部的電解液干涸,其容量由幾百微法減小為幾十微法,甚至為幾微法。另外,可能有整流管低效,如正向電阻變大等,也會(huì)造成電源輸出能力不足。
(2)驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)部輸出電路不良或后置放大器V4、V10導(dǎo)通內(nèi)阻變大等。如帶載后檢測(cè)電源電壓無(wú)低落現(xiàn)象,檢測(cè)DPH4T250V輸出電壓偏低,則為DPH4T250V不良,否則更換V4、V10等元件。
需要說(shuō)明的是:正向激勵(lì)電壓的不足,只會(huì)表現(xiàn)出電動(dòng)機(jī)振動(dòng)劇烈、輸出電壓移相、頻繁跳OC故障等現(xiàn)象,雖然有可能使電動(dòng)機(jī)繞組中產(chǎn)生直流成分出現(xiàn)過(guò)電流狀態(tài),但對(duì)模塊不構(gòu)成爆裂的危害;而負(fù)向截止電壓的丟失和柵極電阻、旁路電阻的斷路,則表現(xiàn)為上電時(shí)正常,一按動(dòng)啟動(dòng)按鍵,IGBT逆變模塊便會(huì)馬上爆裂。
(1)電路原理。驅(qū)動(dòng)電路的供電由開(kāi)關(guān)變壓器的4個(gè)相互隔離的二次繞組的輸出,經(jīng)整流濾波,再由R、VD穩(wěn)壓電路分解為4路正、負(fù)電源,供驅(qū)動(dòng)電路使用。逆變功率輸出電路上3臂IGBT的驅(qū)動(dòng),因信號(hào)地不能共用,由3組驅(qū)動(dòng)電源單獨(dú)提供;下3臂IGBT的驅(qū)動(dòng),因3只管子的E極是共N的,故采用了一組供電,該組供電是由雙繞組正、負(fù)整流、濾波輸出的。
上3臂IGBT的驅(qū)動(dòng)IC采用專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片PC923,下3臂IGBT的驅(qū)動(dòng)IC采用內(nèi)含模塊故障檢測(cè)電路的PC929。由PC923內(nèi)部電路和9腳外接元件,對(duì)下3臂IGBT管壓降進(jìn)行檢測(cè),向CPU發(fā)出SC或OC故障信號(hào),實(shí)施停機(jī)保護(hù)。
PC923、PC929輸入側(cè)均為發(fā)光二極管,輸入脈沖信號(hào)使發(fā)光二極管點(diǎn)亮或熄滅,光敏二極管通過(guò)光信號(hào)的強(qiáng)弱導(dǎo)通或截止,將輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海娏鳎┬盘?hào)輸入IC內(nèi)部后級(jí)放大器。驅(qū)動(dòng)IC輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)經(jīng)柵極電阻引入模塊的 (GU、EU) - (GZ、EZ)6組控制信號(hào)輸入端子。本機(jī)為小功率機(jī)型,采用一體化模塊,整流和逆變電路都集成在模塊內(nèi)部。另外,模塊內(nèi)部還集成了IGBT制動(dòng)開(kāi)關(guān)管,在直流回路過(guò)電壓制動(dòng)電路起控時(shí),由排線端子CON7的15腳輸入制動(dòng)脈沖信號(hào),由光耦合器PC4驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部的IGBT制動(dòng)開(kāi)關(guān)管。
PC929的9腳為IGBT導(dǎo)通管壓降信號(hào)輸入腳,與外電路配合,檢測(cè)IGBT導(dǎo)通時(shí)的管壓降,大于起控閾值時(shí),內(nèi)部IGBT保護(hù)電路動(dòng)作,控制下3臂IGBT的軟關(guān)斷,同時(shí)8腳輸出低電平,接通了PC5光耦合器的輸入電流通路,PC5將OC信號(hào)報(bào)給CPU。下3臂lGBT的任一臂出現(xiàn)過(guò)電流,都會(huì)控制PC5送出OC信號(hào),由CPU中止6路脈沖信號(hào)的傳輸,實(shí)施停機(jī)保護(hù)動(dòng)作。
(2)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的故障檢測(cè)。
1)當(dāng)逆變電路損壞后,驅(qū)動(dòng)電路也受到?jīng)_擊,出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)IC損壞,柵極電阻、旁路電阻損壞等故障,可將損壞模塊拆除,為電源/驅(qū)動(dòng)板單獨(dú)接入+500V維修直流電源,令開(kāi)關(guān)電源起振工作后進(jìn)行檢修。將損壞元器件換新后,可將IGBT管壓降檢測(cè)電路的a、b、c三點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的0V供電線短接,為PC929的9腳人為地輸入“IGBT正常開(kāi)通”的信號(hào),使保護(hù)電路不起控,CPU正常輸出6路脈沖信號(hào),以利于檢修工作的進(jìn)行。
2)當(dāng)逆變回路正常,驅(qū)動(dòng)電路本身故障時(shí),因一體化模塊拆除困難,可將逆變電路的P端正供電切斷,將a、b、c三點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的OV供電線短接后,上電檢修。將故障修復(fù)后,拆除短接線,再恢復(fù)逆變回路的供電。
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