[故障表現(xiàn)和診斷] 一臺(tái)正弦SINE303型7.5kW變頻器，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)運(yùn)行中，頻率上升到7Hz左右，跳欠電壓故障代碼而停機(jī)。故障復(fù)位后再行起動(dòng)，電機(jī)才動(dòng)一下，面板不顯示了，機(jī)器像沒(méi)通電一樣，模變頻器外殼，感覺很熱。測(cè)量R和+之間的正向電阻值，正常時(shí)應(yīng)等于整流二極管的正向電阻（或正向?qū)妷褐担?，現(xiàn)在測(cè)量值為無(wú)窮大，初步判斷充電電阻斷路。

[電路構(gòu)成] 正弦SINE303型7.5kW變頻器的主電路，如圖1所示（將逆變功率電路省略未畫），整流和儲(chǔ)通電容之間，接有R92限流充電電阻和充電繼電器REYAY1。在三相電源輸入端子之間，并聯(lián)有壓敏電阻元件和電容，以吸收電網(wǎng)側(cè)的電壓尖峰。

[故障分析和檢修] 拆機(jī)檢查，充電電阻R92已燒斷。另行提供DC24V電源，單獨(dú)給充電繼電器REYAY1上電，細(xì)聽其觸點(diǎn)動(dòng)作聲音，由此判斷REYAY1的工作狀態(tài)。在觸點(diǎn)閉合狀態(tài)，由電阻擋測(cè)量觸點(diǎn)的接觸電阻，未見異常，本著 “眼見為實(shí)”的原則，拆光繼電器外殼，觀測(cè)觸點(diǎn)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)有燒灼現(xiàn)象，換新繼電器和充電電阻后，故障排除。

圖1 正弦SINE303型7.5kW變頻器的整流、充電和儲(chǔ)能電路

[故障表現(xiàn)和診斷] 臺(tái)達(dá)DVP-1 22kW變頻器，上電無(wú)反應(yīng)，操作面板無(wú)顯示，測(cè)量控制端子的24V電壓為0。判斷為開關(guān)電源或開關(guān)電源的供電回路故障。

[電路構(gòu)成] 臺(tái)達(dá)DVP-1 22kW變頻器的主電路，由晶閘管半控橋，儲(chǔ)能電路和逆變電路構(gòu)成。晶閘管3相半控橋的工作原理簡(jiǎn)述如下：

變頻器上電初始時(shí)期，VT1~VT3等3只晶閘管器件因無(wú)觸發(fā)信號(hào)送入，處于截止?fàn)顟B(tài)。R相輸入交流電壓（與S、T相構(gòu)成通路）經(jīng)D1半波整流、R1/R4限流、直流電抗器L為直流回路的儲(chǔ)能電容充電，使主電路的P、N端子間的直流電壓逐漸上升至一定值時(shí)，開關(guān)電源電路起振工作，主板MCU器件檢測(cè)到直流回路的電壓值上升至某一閾值后，從DJP1的23端子輸出低電平的“晶閘管開通信號(hào)”，光耦合器DPH7由此產(chǎn)生輸入側(cè)電流，輸出側(cè)內(nèi)部光敏晶體管導(dǎo)通，將振蕩器DU2由3腳輸出的脈沖信號(hào)輸入晶體管DQ14的基極，經(jīng)復(fù)合放大器DQ14、DQ15進(jìn)行功率放大，由二極管DD16、DD30、DD31將觸發(fā)脈沖信號(hào)分為3路，輸入至晶閘管VT1~VT3等3只晶閘管的柵陰結(jié)，使VT1~VT3等3只晶閘管同時(shí)開通，由3只晶閘管和3只整流二極管構(gòu)成的半控橋電路“變身為”3相橋式整流電路。

圖2 中達(dá)VDF-B型22kW變頻器主電路（簡(jiǎn)化圖）

脈沖形成電路的供電電源由開關(guān)電源電路（開關(guān)變壓器DT1的一個(gè)繞組）提供，整流電源的負(fù)端接主電路P端（3只晶閘管的陰極），振蕩電路輸出的正向脈沖，經(jīng)功率放大電路輸入晶閘管的柵極，形成觸發(fā)電流的通路。觸發(fā)脈沖形成電路由DU2、DQ14、DQ15等元件組成。時(shí)基電路1455B（同NE555）與外圍DR64、DR45、DD27/DD28、DC42等定時(shí)元件構(gòu)成多諧振蕩電路，脈沖信號(hào)由3腳輸出，脈沖信號(hào)向后級(jí)電路的傳輸與否受耦合器DPH7（MCU主板信號(hào)）的控制。變頻器上電及主電路儲(chǔ)能電容充電結(jié)束后，DU2輸出脈沖信號(hào)一直在傳輸中，與常規(guī)晶閘管調(diào)壓電路中的觸發(fā)信號(hào)不同，信號(hào)不必與電網(wǎng)同步和具備確定的相位關(guān)系，這是一個(gè)振蕩頻率約為5kHz的“高頻觸發(fā)信號(hào)”，隨機(jī)性地加到晶閘管的柵陰結(jié)上，總是使用3只晶閘管在電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)位置“盡早”開通。

 [故障分析和檢修] 晶閘管半控橋整流電路的檢測(cè)思路，檢修方法和步驟如下：

1、故障表現(xiàn)和檢修思路

晶閘管電路的典型故障表現(xiàn)，是啟動(dòng)時(shí)報(bào)“欠電壓”故障，或上電無(wú)反應(yīng)（操作顯示面板也無(wú)指示）。上電無(wú)反應(yīng)說(shuō)明開關(guān)電源失去電源供應(yīng)，變頻器的充電限流電阻可能已經(jīng)燒斷，但其故障原因有可能是3只晶閘管半控橋沒(méi)有投入正常，啟動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)行電流流經(jīng)充電限流電阻令其燒斷。

另外，報(bào)“欠電壓”故障和3相電源電壓偏低、儲(chǔ)能電容的電容量變小，直流電壓檢測(cè)電路誤報(bào)故障等，都有關(guān)系，須排除其它故障原因后，再檢修晶閘管整流電路。

1）上電無(wú)反應(yīng)。檢查（見圖2）D1、R1/R4等充電限流電路，排除其故障后，進(jìn)而檢查晶閘管整流電路和脈沖形成電路；

2）上電即（為變頻器輸送3相交流電源的空氣斷路器）跳閘，說(shuō)明晶閘管整流電路存在短路故障，用萬(wàn)用表測(cè)量晶閘管半控橋，檢查損壞元件；

4）上電反應(yīng)正常，但一給出起動(dòng)信號(hào)，即報(bào)“欠電壓”故障，先排除其它故障原因后，再檢查是否由晶閘管半控橋模塊損壞或觸發(fā)電路不良造成的故障原因：

a、晶閘管半控橋模塊中有1只晶閘管損壞或1路觸發(fā)脈沖電路不良，空載或輕載運(yùn)行正常，負(fù)載率達(dá)50%以上時(shí)報(bào)欠電壓故障，保護(hù)停機(jī)；

b、晶閘管半控橋模塊中有2只晶閘管損壞或3路觸發(fā)信號(hào)丟失，晶控管半控橋電路不工作，輕載投入啟動(dòng)信號(hào)，即報(bào)欠電壓故障，變頻器處于停機(jī)保護(hù)狀態(tài)。

2、故障檢修方法和步驟

1）先排除晶閘管半控模塊的故障

確診為晶閘管整流電路沒(méi)有正常工作，本著先易后難的故障檢查原則，和先檢查故障概率高的元件或電路，后檢查故障概率低的元件電路的原則，先在機(jī)器停電狀態(tài)，測(cè)量判斷并排除3塊晶閘管半控橋的故障，再進(jìn)而檢修脈沖觸發(fā)電路。

2）還可以進(jìn)一步劃分脈沖形成電路的故障范圍

觸發(fā)脈沖形成電路輸出的脈沖信號(hào)，換言之，觸發(fā)脈沖形成電路，是變頻器上電后即開始工作的。但觸發(fā)脈沖信號(hào)能否加到晶閘管的柵陰結(jié)上，受到MCU主板來(lái)的“開關(guān)信號(hào)”的控制，暫時(shí)短接光耦合器DPH7輸出側(cè)（3、4腳）進(jìn)行試驗(yàn)——人為形成“模擬的MCU晶閘管開通控制信號(hào)”，若晶閘管半控橋電路能正常工作，或在3只晶閘管的柵陰結(jié)能測(cè)得1V左右的正向脈沖電壓值（柵極搭紅表筆），說(shuō)明DU2、DQ14、DQ15等脈沖形成電路是正常工作的，只是MCU主板的晶閘管開通信號(hào)，未能正常送入光耦合器DPH7的輸入側(cè)。

故障檢查范圍在光耦合器DPH7、排線端子的23端子及MCU主板前級(jí)電路，當(dāng)MCU輸出晶閘管開通信號(hào)，23端子應(yīng)該變?yōu)?V（針對(duì)+5V而言）的低電平，或測(cè)量DPH7輸入側(cè)（1、2腳之間）的電壓值為1.2V左右，說(shuō)明由MCU主板的晶閘管開通控制信號(hào)已正常輸入DPH7，DPH7不能正常傳輸控制信號(hào)已經(jīng)損壞；若測(cè)量23端子電壓為+5V，或測(cè)量DPH7輸入側(cè)（1、2腳之間）的電壓值為0V左右，說(shuō)明MCU主板未送入晶閘管開通信號(hào)，檢查MCU主板前級(jí)電路的故障原因。

若暫時(shí)短接DPH7的輸出側(cè)，在晶閘管的柵陰結(jié)上仍檢測(cè)不到正常的脈沖信號(hào)電壓，說(shuō)明觸發(fā)脈沖形成電路本身故障。

上電檢測(cè)直流回路的儲(chǔ)能電容兩端無(wú)530V直流電壓，進(jìn)一步檢測(cè)預(yù)充電電路的保險(xiǎn)管FUSE1已經(jīng)熔斷，致使開關(guān)電源得不到輸入電源，整機(jī)不工作?？紤]到熔斷原因?yàn)槿嗾麟娐分锌煽毓柙蛭幢挥|發(fā)導(dǎo)通，預(yù)充電電路因承受運(yùn)行電流沖擊，而使FUSE1熔斷。將FUSE1換新后，上電在三只可控硅的觸發(fā)端子均檢測(cè)不到直流電壓。當(dāng)短接觸發(fā)電路中的DQ3時(shí)，三只可控硅的觸發(fā)端子均有觸發(fā)電壓輸入，三只可控硅開通。檢查DQ3的集電結(jié)已經(jīng)開路損壞，將 DQ3用功率管BU406代換后，故障排除。

[故障表現(xiàn)和診斷] 臺(tái)達(dá)VDF-B型22kW變頻器，故障狀態(tài)同上例。經(jīng)檢測(cè)，充電電阻已經(jīng)斷路，判斷晶閘管半控橋主電路或觸發(fā)電路存在故障。

[故障分析和檢修] 檢查充電電阻R1、R4已經(jīng)燒斷（參見圖2），換電阻后上電檢查：短接觸發(fā)脈沖放大晶體管DQ15的C、E極，測(cè)量G1、K1，G2、K2，G3、K3觸發(fā)端子間仍無(wú)觸發(fā)電壓信號(hào)；測(cè)量振蕩器DU2的3腳有直流電壓輸出，說(shuō)明振蕩電路工作正常；測(cè)量光電耦合器DPH7的1腳無(wú)1.3V輸入電壓，排線端子DJ6的24腳電壓僅為0.3V。DPH7因無(wú)信號(hào)電壓輸入，內(nèi)部輸出側(cè)三極管未導(dǎo)通，主電路晶閘管不能得到觸發(fā)電流。

分析：1）是直流回路的電壓檢測(cè)電路故障，使MCU誤以為儲(chǔ)能電容的電荷尚未充滿，因而不輸出可控硅開通指令；2）還是CPU的I/O口內(nèi)部電路故障，不能輸出+5V高電平指令呢？變頻器上電，在停機(jī)狀態(tài)下，由預(yù)充電回路，也能在儲(chǔ)能電容上建立起500V以上的電壓。

空載操作變頻器起動(dòng)運(yùn)行試驗(yàn)，輸出正常，未報(bào)出欠電壓故障。檢查DJP1的端子排線（23引腳）至MCU主板MCU的引腳連接，都沒(méi)有什么問(wèn)題，說(shuō)明光耦合器DPH7的輸入側(cè)無(wú)輸入信號(hào)是由于MCU的I/O口內(nèi)電路損壞所致。

是由廠家購(gòu)進(jìn)MCU主板，還是采用應(yīng)急措施修復(fù)此例故障呢？在不更換MCU主板的前提下，有兩種方法，都可以將此故障變通修復(fù)：

圖3  使晶閘管處延時(shí)開通的控制電路

1、直接將DQ15短接，變頻器上電時(shí)，由預(yù)充電電路為儲(chǔ)能電容充電，當(dāng)充電電壓建立起一定幅度后，如450V，開關(guān)電源起振，觸發(fā)電路得電，三只可控硅得到觸發(fā)電源而開通；可控硅開通時(shí)有較小的沖擊電流，但基本上無(wú)妨。

加裝一個(gè)三極管R、C延時(shí)電路，在開關(guān)電源起振后，控制DPH7延時(shí)得電，以便延時(shí)送出可控硅開通的控制信號(hào)。增加延時(shí)控制電路如上圖3所示。

只需將DPH7的1腳元件拆除，加裝由上圖5只元件組成的延時(shí)電路即可。在開關(guān)電源起振工作后，從排線端子DJP1的的10端引入+15V電源電壓，經(jīng)R1給C2充電到C2上電壓上升為12V左右時(shí)，DW1擊穿導(dǎo)通，三極管Q1有偏流而導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)DPH7，接通可控硅的觸發(fā)電流通路。 電路的延時(shí)時(shí)間約為3秒。此時(shí)儲(chǔ)能電容上已建立起500V左右的電壓值，三只晶閘管器件便在無(wú)沖擊電流的情況下順利開通了。

[故障表現(xiàn)和診斷] 接修一臺(tái)海利普HLP-P型15kW變頻器，用戶反映該變頻器上電后無(wú)反應(yīng)，可能是有保險(xiǎn)絲燒斷了（用戶不明白變頻器電路結(jié)構(gòu)，故有此猜測(cè)性判斷）。經(jīng)測(cè)量判斷，充電電阻已經(jīng)燒斷。

[電路構(gòu)成] 海利普HLP-P型15kW變頻器主電路和輔助控制電路，如圖4所示，對(duì)FU熔斷器的檢測(cè)電路、充電接觸器的控制電路、充電接觸器的狀態(tài)檢測(cè)電路，也在圖4中一并畫出。

[故障分析和檢修] 接手變頻器后，不要忙著為變頻器上電試機(jī)，先用數(shù)字萬(wàn)用表的二極管擋，測(cè)量R、S、T電源輸入端與直流P端（黑表筆搭P端），正常時(shí)應(yīng)該是整流橋電路內(nèi)部3只二極管的正向電壓值（串聯(lián)限流電阻的電阻值可忽略不計(jì)），現(xiàn)在測(cè)量結(jié)果顯示正向電壓值均為無(wú)窮大，從圖4電路分析，整流橋內(nèi)部3只二極管同時(shí)損壞的概率極低，最大可能是充電電阻已經(jīng)斷路了。拆開變頻器機(jī)殼，測(cè)量充電接觸器（型號(hào)為XSC1-015）主觸點(diǎn)兩端電阻值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50Ω（嘿，接著就發(fā)現(xiàn)機(jī)殼內(nèi)部限流電阻損壞碎裂形成的白色硬塊了），判斷充電限流電阻已經(jīng)損壞。

維修經(jīng)驗(yàn)告訴我：限流電阻損壞的背后有可能隱藏著另一個(gè)原兇——充電接觸器的工作狀態(tài)不良，在起動(dòng)變頻器后，因充電接觸器沒(méi)有正常動(dòng)作，運(yùn)行電流流過(guò)限流電阻使其燒毀。當(dāng)然也存在因限流電阻本身質(zhì)量缺陷或電網(wǎng)劣化引起異常浪涌充電電流而使限流電阻燒壞的原因。

更換限流電阻后，在上電瞬間，注意傾聽充電接觸器的吸合聲音，上電1至2秒后，聽到“哐”的一聲響（伴隨有機(jī)殼的微微震動(dòng)），說(shuō)明充電接觸器工作狀態(tài)正常。

圖4 海利普HLP-P型15kW變頻器主電路和輔助控制電路圖

為了杜絕故障隱患，降低故障返修率，將充電接觸器的外殼拆開，觀測(cè)觸點(diǎn)狀態(tài)良好，證實(shí)該例故障，僅為單純限流電阻燒壞，更換后故障排除。

一臺(tái)送修海利普品牌15kW變頻器（參見圖4主電路），電源開關(guān)合閘即跳，用戶懷疑變頻器損壞送修。測(cè)量變頻器主R、S、T與P、N主端子之間的電阻正常，逆變功率電路也無(wú)問(wèn)題，慎重起見，用調(diào)壓器為變頻器調(diào)壓供電，試進(jìn)行起、停操作，變頻器工作正常。判斷故障原因?yàn)橛脩魹樽冾l器所供電的電源開關(guān)（60A空氣斷路器）不良，建議用戶更換后試機(jī)，變頻器工作正常。

[檢修小結(jié)] 本例故障，將故障范圍延伸至變頻器外部——變頻器的供電線路異常上來(lái)！這也是變頻器維修者有時(shí)要面臨的問(wèn)題，有些故障其實(shí)是外部線路、負(fù)載的故障，及變頻器工作參數(shù)調(diào)節(jié)不適宜的問(wèn)題。如本例故障，系為變頻器提供工作電源的空氣斷路器不良（正常電流下誤跳閘分?jǐn)啵┧斐?。不一定都是變頻器的原因啊。維修者頭腦中，要有這根“弦”兒。

一臺(tái)送修海利普HLP-P型15kW變頻器，在運(yùn)行中操作人員聽到機(jī)內(nèi)爆響，隨即電源開關(guān)跳閘。測(cè)量S、T電源端子之間的電阻為數(shù)十歐姆，進(jìn)一步測(cè)量S、R、T與P、N之間的正、反向電阻值，S、P端子之間的電阻值為0，確定該變頻器的整流功率模塊已經(jīng)損壞。檢查主電路儲(chǔ)能電容和逆變功率電路，未發(fā)現(xiàn)什么異常。按原型號(hào)（MDS100B-16）更換100A1600V的3相整流模塊后，測(cè)量主端子之間的電阻值恢復(fù)正常，上電試機(jī)，故障排除。

接修一臺(tái)運(yùn)行中報(bào)欠電壓停機(jī)報(bào)警的變頻器，由于維修部沒(méi)有帶（額定負(fù)載）載條件，只能盡量從主電路著手，找到故障器件。拆開變頻器機(jī)殼，先直觀觀察儲(chǔ)能電容有無(wú)異常，然后上電，觀察和傾聽充電接觸器的動(dòng)作狀況，都正常。這時(shí)拆開充電接觸器外殼，發(fā)現(xiàn)主觸點(diǎn)燒灼嚴(yán)重，造成虛接。換用同型號(hào)交流接觸器，安裝試機(jī)，故障排除。

一臺(tái)海利普HLP-P型15kW送修變頻器（參見圖4電路），用戶反映輕載時(shí)運(yùn)行時(shí)正常，接近滿載后，報(bào)欠電壓故障而停機(jī)。根據(jù)故障表現(xiàn)，充電接觸器主觸點(diǎn)接觸不良和儲(chǔ)電容容量小的可能都有。詢問(wèn)用戶，變頻器使用年限達(dá)4年以上了，工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度偏高，判斷儲(chǔ)能電容的容量減小可能性為大。拆開機(jī)殼，解除儲(chǔ)能電容的連接線后，用電容表檢測(cè)電容量，兩只串聯(lián)電解電容均有不同程度的容量減小現(xiàn)象，分別由原值的3300μF變?yōu)?300μF和1800μF。更換優(yōu)質(zhì)電容后，試機(jī)正常。

說(shuō)明：上兩例故障，限于維修部條件，一般不能為變頻器帶上額定負(fù)載試機(jī)，為降低返修率，首先要明確確定故障根源，找到故障根源并修復(fù)。再就是可聯(lián)系就近工廠，創(chuàng)造試機(jī)條件，最好是確定故障已根除后，再交付用戶。

用戶電話反映，變頻器運(yùn)行以后，報(bào)欠電壓故障而停機(jī)，空載運(yùn)行正常。判斷為變頻器主電路故障。送修后，首先要排除電壓檢測(cè)電路誤報(bào)故障的可能性（空載運(yùn)行正常），檢查充電接觸器的主觸點(diǎn)接觸正常、儲(chǔ)能電容的電容量，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題。詢問(wèn)用戶電工，是否為3相電源電壓偏低，回答說(shuō)3相電源電壓都在390V左右，無(wú)偏低現(xiàn)象。又詢問(wèn)電工檢查為變頻器供電的空氣斷路器有無(wú)問(wèn)題，電工回答說(shuō)是新?lián)Q的，不會(huì)有問(wèn)題。

未查出變頻器的其它故障，只得現(xiàn)場(chǎng)裝機(jī)試驗(yàn)，運(yùn)行中測(cè)量變頻器的3相輸出電壓，發(fā)現(xiàn)S、T兩相之間僅為200V，嚴(yán)重偏低，測(cè)量空氣斷路器的輸入電壓正常，判斷為新?lián)Q的電源開關(guān)（空氣斷路器）不良。這也是一例由電源異常造成的故障報(bào)警與停機(jī)保護(hù)實(shí)例，給人的教訓(xùn)是：一是要先排除變頻器的外部原因，再檢修變頻器；二是即使新?lián)Q的器件（如新購(gòu)的空氣斷路器），也有可能是壞的。