變頻器逆變模塊損壞原因及處理方法介紹

變頻器逆變模塊損壞多半是由于驅(qū)動(dòng)電路損壞致使1個(gè)橋臂上的2個(gè)開(kāi)關(guān)器件同一時(shí)間導(dǎo)通所造成的。變頻器逆變功率模塊損壞是不管在矢量變頻器還是節(jié)能變頻器等其他變頻設(shè)備上常見(jiàn)到的故障，解決這種問(wèn)題只有查到損壞的根本原因，并首先消除再次損壞的可能，才能更換逆變模塊，否則換上去的新模塊會(huì)再損壞。

一、判斷

逆變功率模塊主要有IGBT、IPM等，檢查外觀是否已炸開(kāi)，端子與相連印制板是否有燒蝕痕跡。用萬(wàn)用表查C-E、G-C、G-E是否已通，或用萬(wàn)用表測(cè)P對(duì)U、V、W和N對(duì)U、V、W電阻是否有不一致，以及各驅(qū)動(dòng)功率器件控制極對(duì)U、V、W、P、N的電阻是否有不一致，以此判斷是哪一功率器件損壞。

二、損壞原因查找

⑴ 器件本身質(zhì)量不好。

⑵ 外部負(fù)載有嚴(yán)重過(guò)電流、不平衡，電動(dòng)機(jī)某相繞阻對(duì)地短路，有一相繞阻內(nèi)部短路，負(fù)載機(jī)械卡住，相間擊穿，輸出電線有短路或?qū)Φ囟搪贰?/p>

⑶ 負(fù)載上接了電容，或因布線不當(dāng)對(duì)地電容太大，使功率管有沖擊電流。

⑷ 用戶電網(wǎng)電壓太高，或有較強(qiáng)的瞬間過(guò)電壓，造成過(guò)電壓損壞。

⑸ 機(jī)內(nèi)功率開(kāi)關(guān)管的過(guò)電壓吸收電路有損壞，造成不能有效吸收過(guò)電壓而使IGBT損壞，如下圖所示。

⑹ 濾波電容因日久老化，容量減少或內(nèi)部電感變大，對(duì)母線的過(guò)壓吸收能力下降，造成母線上過(guò)電壓太高而損壞IGBT。正常運(yùn)行時(shí)母線上的過(guò)電壓是逆變開(kāi)關(guān)器件脈沖關(guān)斷時(shí)，母線回路的電感儲(chǔ)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。

⑺ IGBT或IPM功率器件的前級(jí)光電隔離器件因擊穿導(dǎo)致功率器件也擊穿，或因在印制板隔離器件部位有塵埃、潮濕造成打火擊穿，導(dǎo)致IGBT、IPM損壞。

⑻ 不適當(dāng)?shù)牟僮鳎虍a(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件中有缺陷，在干擾和開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)等不穩(wěn)定情況下引起上下兩功率開(kāi)關(guān)器件瞬間同時(shí)導(dǎo)通。

⑼ 雷擊、房屋漏水入侵，異物進(jìn)入、檢查人員誤碰等意外。

⑽ 經(jīng)維修更換了濾波電容器，因該電容質(zhì)量不好，或接到電容的線比原來(lái)長(zhǎng)了，使電感量增加，造成母線過(guò)電壓幅度明顯升高。

⑾ 前級(jí)整流橋損壞，由于主電源前級(jí)進(jìn)入了交流電，造成IGBT、IPM損壞。

⑿ 修理更換功率模塊，因沒(méi)有靜電防護(hù)措施，在焊接操作時(shí)損壞了IGBT?；蛞蛐蘩碇猩?、緊固、絕緣等處理不好，導(dǎo)致短時(shí)使用而損壞。

⒀ 并聯(lián)使用IGBT，在更換時(shí)沒(méi)有考慮型號(hào)、批號(hào)的一致性，導(dǎo)致各并聯(lián)元件電流不均而損壞。

⒁ 變頻器內(nèi)部保護(hù)電路(過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù))的某元件損壞，失去保護(hù)功能。

⒂ 變頻器內(nèi)部某組電源，特別是IGBT驅(qū)動(dòng)級(jí)+、-電源損壞，改變了輸出值或兩組電源間絕緣被擊穿。

三、更換

只有查到損壞的根本原因，并首先消除再次損壞的可能，才能更換逆變模塊，否則換上去的新模塊會(huì)再損壞。

⑴ IGBT同絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管一樣要避免靜電損壞。在裝配焊接中防止損壞的根本措施是，把要修理的機(jī)器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺(tái)墊板等全部用導(dǎo)線連接起來(lái)，使得在同一電場(chǎng)電位下進(jìn)行操作，全部連接的公共點(diǎn)如能接地就更好。特別是電烙鐵頭上不能帶有市電高電位，示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發(fā)射極E接通，不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護(hù)G-E連通措施。

⑵ 功率模塊與散熱器之間涂導(dǎo)熱硅脂，保證涂層厚度0.1耀0.25mm，接觸面80%以上，緊固力矩按緊固螺釘大小施加(M4 13kg?cm，M5 17kg?cm，M6 22kg?cm)，以確保模塊散熱良好。

⑶ 機(jī)器拆開(kāi)時(shí)，要對(duì)被拆件、線頭、零件做好筆記。再裝配時(shí)處理好原裝配上的各類技術(shù)措施，不得簡(jiǎn)化、省略。例如，輸入的雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣件、吸收板或吸收電容都要維持原樣;要對(duì)作了修焊的驅(qū)動(dòng)印制板進(jìn)行清潔和防止爬電的涂漆處理，以及保證絕緣可靠，更不要少裝和錯(cuò)裝零部件。

⑷ 并聯(lián)模塊要求型號(hào)、編號(hào)一致，在編號(hào)無(wú)法一致時(shí)，要確保被并聯(lián)的全部模塊性能相同。

⑸ 對(duì)因炸機(jī)造成銅件的缺損，要把毛刺修圓砂光，避免因過(guò)電壓發(fā)生尖端放電而再次損壞。

四、更換模塊后的通電

經(jīng)常會(huì)更換模塊后，一通電又燒毀了。為防止此類事故，一般在變頻器的直流主回路里串入一電阻，電阻阻值為1耀2k贅，功率50W以上，由于電阻的限流作用，即使故障開(kāi)機(jī)也不會(huì)損壞模塊?？蛰d時(shí)流過(guò)電阻的電流小，壓降也小，可做空載檢查?！　∫话阒灰蛰d運(yùn)行正常，去掉電阻大都會(huì)正常。