变频器的组成
通用变频器的组成如图 1所示，主要由主电路、控制电路和驱动电路组成，主电路又由整流、滤波电路、 制动电路和逆变电路组成，控制电路由MCU微处理器 电路(MCU板)、检测电路等组成⋯。 主电路中的整流、滤波电路把三相 380 V的工频 交流电整流滤波后得到 530 V平稳的直流电压；逆变 电路由六路逆变管(IGBT)组成，通过控制六个逆变管 轮流导通和关闭的时间，把 DC530V的直流电逆变成 电压、频率可调的三相交流电从而实现了主轴电动机 的调速l2 ；制动电路在主轴电机减速或停止时消耗电 机由电动状态转变为发电状态产生的能量，避免了主 电路的直流电压升高而损坏主电路的元器件。图 1中 的电阻 RF起限流作用，避免接通电源时电容的充电 电流过大烧毁整流功率管，当电容充电到80％时，继 电器的常开触点闭合短接电阻，避免变频器正常运行 时，电阻消耗功率引起直流电压的下降。驱动电路是把MCU板产生的六路 PWM信号放大后驱动逆变 管 j，并负责逆变管的过流检测和过流时关断驱动信 号保护逆变管。检测电路主要有电压检测、电流检测 和过热检测电路，电压检测电路是检测整流滤波后的 直流电压，把此电压值送到 MCU主板程序中处理，一 方面用来显示主电路的直流电压，另一方面和程序中 的给定电压值比较，判断直流电压是否在正常范围内， 当主电路中的直流电压过高或过低时，MCU主板会封 锁逆变管的PWM驱动信号，并会显示过电压或低电压 报警。电流检测电路用来检测负载的电流，其作用和电 压检测电路一样，一方面用于显示负载电流，另一方面 判断电路是否有过流和短路，并在过流、短路时封锁 PWM驱动信号并显示过流报警。过热检测电路主要用 来检测逆变管散热片的温度，当散热风扇不正常等原因 导致温度升高时，过热检测电路动作使 MCU主板封锁 逆变管的PWM驱动信号保护了逆变管因过热而损坏。
主电路的故障维修 变频器主电路常见故障是逆变管(IGBT)损坏。 IGBT管损坏的主要原因有三：一是 IGBT管失效、性能 变差，主要表现在导通时内阻变大、耐压值降低等，由 于元器件参数变化而不能正常工作属于器件的正常损 坏；二是滤波电容失效或漏电，电容失效后直流电压的 脉动变大，很容易使电动机绕着的电感和滤波电容共 振，将产生很高的电压把 IGBT管和整流管击穿，IGBT 管击穿后产生很大的冲击电流会把IGBT管的驱动电 路也损坏；三是 IGBT管的驱动电路中栅极(G极)电 阻支路断路，电路断路后IGBT截止时负压加不到IG． BT的G、E极，在高电压下会使截止的IGBT管导通并 和同一臂导通的IGBT管一起形成对电源回路的短路 而把 IGBT管损坏 j。IGBT管损坏的机理分析如下： 图2是 IGBT管结电容等效图。假设 G2管的 R 栅电阻支路断路，G1受正向激励导通，G2管的c2端子的电压立马跳为 DC530V电压，此电压对 CG、GE间 的极间电容 C 和C ge两只电容充电，在 G1导通期间， G2管受充电电流所驱动也会导通，几乎和 Gl管同时 导通，两管共通形成了对 DC530V电源短路，使 Gl、G2 管受强电流的冲击而损坏。
对变频器的主电路的检查除了检查 IGBT管是否 击穿外，还要着重检查滤波电容容量是否变小和电容 漏电的情况。滤波电容的容量在数百微法以上，用万 用表能检测出其好坏。万用表只能判断出 IGBT管是 否击穿短路，但不能检测 IGBT管的性能变差。特设 计图3所示的 IGBT性能检测电路。在电路中串两只 25 W、~b220 V的灯泡的作用有二：一是通过观察灯泡 发光来判断是否有 IGBT击穿短路，二是由于灯泡电 阻的降压限流作用，即使逆变电路有短路故障，也可以 将主电路的电流限制在 100 mA内，避免 IGBT的损 坏。断开电动机负载，变频器上电启动接收运行信号， 如果灯泡随着频率的上升同步闪烁发光，那么存在同 一臂上的两只 IGBT管有一只击穿，击穿的 IGBT和导 通的 IGBT一起形成了电源的供电回路，两只灯泡对 DC530 V直流电压分压而发光。用指针式万用表的直 流 500 V档测量同一桥臂上的两只 IGBT管对直流电 压(530 V)分压的情况可以判断出哪只 IGBT管击穿， 测得 IGBT管 CE两端的电压为零的那只IGBT管就击 穿了。虽然 IGBT管耐电值下降，但万用表的表内电 池电压低(9 V)不能击穿 IGBT管，这就是用万用笔检 测 IGBT管是好的，加压检、?贝4 IGBT管就击穿的原因。 如果接收运行信号，灯泡不亮，说明IGBT管没有击 穿，但 IGBT管导通内阻是否正常还需要用指针式万 用表的直流 500 V档测量每个臂上的两只 IGBT管分 压情况，以图3中的 U相为例，若两个 IGBT管导通阻正常，U端子对 P、N两点的电压相等约为260 V，如 果测得 u端子对
