变频器的故障检测与保护电路.docx
变频器的故障检测与保护电路变频器电路中林林总总的各种故障检修电路，只有一个 指向和目的一一在变频器面临异常工作状态时，采取停机或其它保护措施，尽最大可能 保护IGBT模块的平安。终究有哪些因素会影响乃至危及IGBT模块的平安呢？1、电压因素：(l)IGBT模块的供电电压过高时，将超出其平安工作范 围，导致其击穿损坏；(2)供电电压过低时，使负载能力缺陷，运行电流加大， 运行电机易产生堵转现象，危及IGBT模块的平安；(3)供电电压波动，如直流回路滤波(储能)电容的失 容等，会引起浪涌电流及尖峰电压的产生，对IGBT模块的 平安运行产生威胁；(4) IGBT的控制电压驱动电压低落时，会导致IGBT 的欠激励，导通内阻变大，功耗与温度上升，易于损坏IGBT 模块。2、电流因素：(1)过流，在轻、中度过流状态，为反时限保护区域；(2)严重过流或短路状态，无延时速断保护；3、温度因素：(1)轻度温升，采到强制风冷等手段；(2)温度上升到一定幅值时，停机保护；4、其它因素：(1)驱动电路的异常，如负截止负压控制回路的中断等, 会使IGBT受误触通而损坏；(2)控制电路、检测电路本身异常，如检测电路的基准 电压飘移，导致保护动作起控点变化，起不到应有的保护作 用。相对于以上影响或危及IGBT模块的因素，那么衍生了下 述种类的保护电路。1、电压检测电路：(1)直流回路电压检测电路，用电阻分压网络直接对直 流530V电压采样，或从开关电源次级整流电路间接对直流 530V开展采样，由后续电路处理成模拟信号和数字开关量信 号。其中模拟量信号用于直流回路的电压显示，输出控制等, 而开关量信号用于故障报警、停机保护等；(2)有的机型对三相交流输入电压开展检测，借以判断 IGBT的供电状态，异常时停机保护；(3)对驱动供电电压开展监测，常由驱动IC的内部保护 电路执行此任务，预防IGBT出现欠激励现象；(4)对充电接触器的触点状态开展检测，实际为直流回 路电压的辅助检测。2、电流检测电路:(l)IGBT保护电路，检测IGBT在导通期间的管压降，判 断IGBT是否处于过流、短路状态，实施软关断与停机保护 措施；(2)对三相输出电流开展采样，据过流程度不同，采取 不同的保护手段，如降低运行频率、延时停机保护等。(3)在逆变模块供电回路串接快熔保险管，实现对逆变 模块的短路保护，对快熔管状态的检测；(4)个别机型还对直流母线的电流开展采样，异常时采 取保护动作；(5)个别机型对输出电压/频率开展采样，实施对IGBT 的保护。3、温度检测电路：(1)用温度传感器检测IGBT模块的温度；(2)用温度传感器检测IGBT模块的温度，同时检测散热 风扇的工作状态。除了对IGBT的相关保护外，对其它元器件不需要保护 吗？有无相关的故障检测电路呢？对整流模块的保护，有的机型提供了用温度传感器形式 的超温保护。有的没有。有的机型在供电方面，提供了对CPU电路、控制电路的 检测和保护，如检测负载电压的高低，在供电异常时，实施 停机保护，并报出故障代码；CPU本身(配合软件)也有一个供电检测，超出一定范围后，报出相关故障。故障检测电路的故障表现为两个方面：1、保护功能失效，相关电路故障或变频器工作状态异 常时，不能起到正常的保护作用；2、电路本身故障，在所保护电路（元件）为正常状态 时，误报电路（元件）故障，变频器不能投入正常工作。这 就如同“谎报军情” 一样，会误导我们的故障判断呀。故障信号的存在，会使CPU封锁六路驱动脉冲信号的输 出，使我们无法检测驱动电路和逆变模块的正常。故障信号 的存在，还可能使CPU做出非常“另类”的举动来。如0C 故障信号的存在，使操作面板的所有操作均被拒绝，好似进 入了程序死循环一样，会使人误认为CPU故障，而忽略了对 驱动电路及逆变输出电路的检查。而实质上是CPU采取的一 个防范措施一一防止因操作造成进一步严重故障的发生！还有一种情况：故障检测电路本身并无故障，但在检修 过程中，我们常将CPU主板、电源/驱动板与主电路脱开， 单独上电检修，因形不成故障检测电路的检测条件，常使故 障检测电路报出相关故障，CPU封锁六路脉冲信号的输出， 给检修带来很大的不便。检修线路板故障之前，经常要做的 第一项工作，即是采取相应手段，人为提供相关故障检测电 路的“正常检测条件"，令CPU判断“整机工作状态正常”, 可以根据起、停操作，输出正常的六路驱动脉冲信号，以利 于检修工作的开展。故障检测与保护电路，本身的故障率是较低的，但在检 修过程中，即使故障检测与保护电路状态是完好的，我们仍 需要对大局部检测电路动一下“手脚”，屏蔽其检测与报警 功能。因而要在电路原理上吃透，知道在什么地方动手脚才 能有效，才能让故障检测与保护电路听话，根据维修需要, 作出相应的动作。摸对了故障检测电路的“脾性”，故障检 测与保护电路，确实能“听”维修人员的话。在逆变回路的供电一一直流母线回路中串接熔断器，是 最为直接的保护方式之一。只要运行电流一旦超过某一保护 阀值，保险管熔断，即保护了 IGBT的平安。但保险管的熔 断值往往要留有一定的余地，负载电路出现的正常情况下的 随机性过载，靠快熔保险管来完成这种保护任务，显然是不 现实的。快熔保险管所起到的作用，是在严重过流故障状态 下熔断，从而中断对逆变电路的供电，防止了故障的进一步 扩大。由电流互感器检测三相输出电流信号，由运算电路（和 数字电路）处理成模拟和开关量信号，再输入到CPU,开展 运行电流显示，和根据过载等级不同，开展相关如降低运行 频率、报警延时停机、直接停机保护等不同的控制。在危及 IGBT平安的异常过载情况下，因传输电路的R、C延时效应， 再加上软件程序运行时间，CPU很难在us级时间内作出快 速反响，对IGBT起到应有的保护。因而对IGBT最直接和有效的保护任务，落在驱动电路 的IGBT保护电路IGBT管压降检测电路的身上。驱动电 路与IGBT在电气上有直接连结的关系，在检测到IGBT的故 障状态时，一边对IGBT采取软关断措施，一边将0C故障信 号送入CPU,在CPU实施保护动作之前，已经先行实施了对IGBT的关断动作。因而驱动电路起到了 IGBT模块“贴身” 警卫的作用。
