一般來講,OC故障的來源有以下三個(gè)方面:
1、當(dāng)逆變模塊運(yùn)行電流超大,達(dá)額定電流的3倍以上時(shí),IGBT管子的管壓降上升到7V以上時(shí),由驅(qū)動(dòng)IC返回過載OC信號(hào),通知CPU,實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。
2、從變頻器輸出端的三只電流互感器(小功率機(jī)型有的采用兩只),采集到急劇上升的異常電流后,由電壓比較器(或由CPU內(nèi)部電路)輸出一個(gè)OC信號(hào),通知CPU,實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。
3、IGBT管子已有或正在發(fā)生了短路性和開路性損壞。由驅(qū)動(dòng)IC檢測到“極其異常的”管壓降,尤其是開路時(shí)管壓降要大于大于7V的保護(hù)動(dòng)作閥值。
這是故障檢測電路及驅(qū)動(dòng)電路正常時(shí),變頻器OC故障的三個(gè)來源。原因?yàn)樨?fù)載側(cè)出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常過負(fù)載現(xiàn)象,或變頻器模塊內(nèi)的質(zhì)量缺限、器件老化等造成。
而由故障檢測電路和驅(qū)動(dòng)電路方面造成報(bào)OC故障的原因也有以下三方面:
1、三相輸出電流檢測電路。當(dāng)電流互感器的內(nèi)電路損壞,使故障信號(hào)輸出腳輸出異常高的電壓信號(hào)時(shí),CPU以為運(yùn)行電流大到已到短路程度了,趕快報(bào)OC信號(hào)吧。
2、驅(qū)動(dòng)IC損壞,如J316的6腳內(nèi)場效應(yīng)管子短路后,將6腳電壓拉為故障檢出狀態(tài)的低電平,CPU要是再不報(bào)OC信號(hào),那就不是CPU了。
3、驅(qū)動(dòng)IC雖未損壞,但驅(qū)動(dòng)電路的異常導(dǎo)致了模塊異常的工作狀態(tài),驅(qū)動(dòng)電路在此時(shí)報(bào)出OC信號(hào),不但不算誤報(bào),而且是非常及時(shí)和可表揚(yáng)的。驅(qū)動(dòng)IC的供電常采用正負(fù)雙電源的方式,其正電壓提供IGBT導(dǎo)通的激勵(lì)電流。其負(fù)電壓為IGTB管子的截止提供助力,強(qiáng)制拉出IGBT結(jié)電容的電荷,使其更為可靠和快速地截止。當(dāng)正電壓濾波電容(往往采用47uF或100uF電容,大功率機(jī)型也有采用330uF的)的容量大為減小時(shí),IGBT管子因激勵(lì)不足,即使運(yùn)行在額定電流以下,也呈現(xiàn)較大的管壓降,經(jīng)檢測電路處理,CPU報(bào)出OC故障;此際的故障表現(xiàn)為:變頻器空載或帶有極輕負(fù)載時(shí),運(yùn)行正常,稍微加載即報(bào)OC故障。
如果說正電壓濾波電容的失效會(huì)導(dǎo)致IGBT管子的激勵(lì)不足,而促使驅(qū)動(dòng)IC報(bào)出OC故障,IGBT管子尚不存在較大危險(xiǎn)的話,那么負(fù)電壓濾波電容的失效,則就危險(xiǎn)得多了。在某一相上臂管子開通的同時(shí),會(huì)將主回路正電壓跳變到下管的C極上,如果負(fù)壓鉗位不足,管子的結(jié)電容瞬時(shí)吸入電流有可能造成下臂管子的誤導(dǎo)通,其后果是兩只共通的管子對(duì)主直流電源造成了短路!在此種情況下模塊極易炸裂!無論是正電壓或負(fù)電壓濾波電容的失效,變頻器都有可能報(bào)出OC故障。
以上是故障檢測和驅(qū)動(dòng)電路方面報(bào)OC故障的“現(xiàn)象”,還有報(bào)OC故障的“隱現(xiàn)象”和似是而非的報(bào)OC現(xiàn)象,往往不被人注意。如下三例:
1、檢修一臺(tái)阿爾法變頻器,CNN1端子的第8腳為主回路直流電壓檢測信號(hào)輸出腳,正常時(shí)應(yīng)為3.5V左右,當(dāng)因電路損壞造成5V以上的“信號(hào)輸出”(相當(dāng)于三相交流輸入電壓達(dá)500V以上了)時(shí),CPU認(rèn)為危及模塊運(yùn)行的安全了,于是不報(bào)過電壓故障,而是上電即警示OC,以引起用戶的注意。
2、在對(duì)阿爾法小功率變頻器維修的過程中,發(fā)現(xiàn)該變頻器有一個(gè)通病——容易跳OC故障。其表現(xiàn)為:多在啟、停操作過程中跳故障,但有時(shí)也在運(yùn)行中跳故障;有時(shí)候莫名其妙地又好了,能運(yùn)行長短不一的一段時(shí)間。在以為已經(jīng)沒有問題的時(shí)候,又開始頻繁跳OC故障;空載時(shí)用表筆測量U、V、W輸出電壓時(shí),易跳故障,但接入電機(jī)后起動(dòng)運(yùn)行,又不跳了,再過一陣子,接入電機(jī)還是跳OC故障。
無論怎么查找故障原因和進(jìn)行故障檢測電路逐一的排查,就是找不出故障原因,可能電路存在說不清道不明的某種干擾,但干擾的來源與起因又很難查找。莫非是啟/停瞬間——逆變驅(qū)動(dòng)模塊的“加載和卸載”期間,導(dǎo)致了CPU供電的波動(dòng)而跳故障嗎?測量CPU供電為4.98V,很穩(wěn)定,滿足要求呀。后來偶爾將主板供電的4.98V調(diào)整為5.02V,再作起/停試驗(yàn),故障竟然排除了!故障原因竟然為5V供電偏低!很見此故障的隱蔽之深。
3、修理一臺(tái)P9型英威騰機(jī)器時(shí),檢查發(fā)現(xiàn):上電,操作面板顯示H.00,所有操作全無效,CPU拒絕所有操作。測量故障信號(hào)匯集處理電路U7-HC4044的4、6腳的過流信號(hào),皆為負(fù)電壓,而正常時(shí)靜態(tài)應(yīng)為6V正電壓。順電流檢測電路往前查找,測電流信號(hào)輸入放大U12D的的8、14為0V,正常;U13D的14腳為負(fù)8V,有誤過流信號(hào)輸出。將R151焊開,斷開此路過流故障信號(hào),操作面板的所有參數(shù)設(shè)置均正常。故障原因?yàn)樯想姾髾z測到有過流信號(hào),于是拒絕所有操作,先讓變頻器歇歇。