臺達變頻器VFD-A型3.7kW的維修記錄
接手兩臺同型號（中達）牌變頻器，檢查都為逆變輸出模塊損壞和驅(qū)動電路嚴重損壞：驅(qū)動集成電路T250V或炸裂，或輸出端與供電地短路、濾波電容噴液、穩(wěn)壓管擊穿或開路、電阻開路或阻值變大、電路板碳化受損等，繼續(xù)檢查，發(fā)現(xiàn)一臺變頻器的三相整流橋已有一臂擊穿、充電限流電阻、充電電阻短接繼電器觸點粘連等，損壞情況較為嚴重。發(fā)現(xiàn)驅(qū)動集成電路的輸入側(cè)的信號引入電阻也有幾只呈現(xiàn)開路狀態(tài)，此電阻的另一端即接至CPU觸發(fā)脈沖輸出端，相必CPU也遭受了強大的電沖擊，如果CPU控制板再有損壞的話，則此兩臺變頻器已無太大的修理價值。
1、將主電路及驅(qū)動電路畫圖后進行**檢查，將線路板碳化部分用小刀刮凈，將損壞元件盡數(shù)拆除。測量主電路不存在短路現(xiàn)象，送電檢查，顯示正常，說明開關(guān)電源、控制部分基本上正常。用示波器測六路驅(qū)動輸入（從CPU來的觸發(fā)信號），有峰值1.5V（萬用表測0.6V）、載波10kHz隨頻率調(diào)整脈寬相應(yīng)變化的觸發(fā)波形。由此才算放下心來，看來除逆變及驅(qū)動電路部分損壞外，其余電路都正常，CPU三相脈沖輸出端的耐沖擊力能力還真不錯。即開始購件，做好**修復(fù)準備。
2、將驅(qū)動電路損壞部分全部換新（30多只元器件），通電檢測各驅(qū)動集成電路各腳直流靜態(tài)電壓，均正常；用示波器測各個集成電路的輸出波形也在正常范圍內(nèi)，然后焊接逆變輸出模塊。
3、上電檢查，用萬用表交流檔測量發(fā)現(xiàn)有三相不平衡現(xiàn)象，換用直流500V檔測量，V、W之間無直流成份，但U、V和U、W之間有直流電壓！無論頻率與電壓高低，俱不應(yīng)有直流成份在內(nèi)。在輸出端掛接三只星形連接的燈泡試驗，觀察閃爍現(xiàn)象太明顯。根據(jù)經(jīng)驗，一般頻率調(diào)至 20赫茲以上時，應(yīng)感覺不出明顯的閃爍，15赫茲以下逐漸明顯；調(diào)至30赫茲左右，仍有閃爍現(xiàn)象。結(jié)合上述檢測，判斷U相輸出的兩路正負半波電壓中，有一路是無輸出的！
4、趕緊停下電來，檢查發(fā)現(xiàn)EU回路觸發(fā)電源中的穩(wěn)壓二極管DD11，由于原貼片元件損壞后，換用普通元件后搭焊不結(jié)實，安裝逆變模塊時不慎將其脫焊，致使U相中的上管觸發(fā)端一直被強制為低電平——負壓，上管一直在截止中，即該相只有下管導(dǎo)通的負半波輸出，因而在輸出中產(chǎn)生了直流成份！將DD11補焊，通電試機，測三相輸出平衡，直流成份為零，將其接一5.5kW潛水電泵試驗，起動與運行都正常，于是**臺變頻器順利修復(fù)。
修復(fù)**臺機器時，重復(fù)了**臺的清理步驟，*后焊接逆變模塊。接入三只燈泡后通電，先將輸出頻率調(diào)至幾赫茲，然后將控制端子DCM與FWD端子（正轉(zhuǎn)起動控制）瞬時短接了一下，耳聽得“啪啦”一聲，心里只叫得一聲苦，明白剛換上的MG25Q6ES42逆變輸出模塊已于瞬間炸裂損壞！
記得焊接逆變模塊前，已測過六路驅(qū)動電路的輸出波形，完全正常，應(yīng)該是沒有問題的呀。也將逆變模塊觸發(fā)輸出端的并聯(lián)電阻全部焊接，并用表測了一遍，以證實焊接良好。一檢查，哎呀！焊接于線路板正面已損壞的EU、EV、EW端子的三只觸發(fā)信號引入電阻都已焊接，但位于線路板背面的GX、GY端子因處于背面并已焊接上逆變模塊，兩輸出脈沖引出電阻（一路原為100Ω兩臺并聯(lián)電阻，修理時用一只0.5W51Ω電阻代替）忘記焊接，導(dǎo)致了逆輸出模塊的瞬間的，毫不猶豫痛痛快快地、后悔都來不及地炸裂損壞！一只動輒幾百元乃至上千元的昂貴的逆變模塊，一下子壞掉了，真令人痛惜。
在不接通觸發(fā)回路的情況下——在觸發(fā)引入電阻開路損壞的情況下——逆變輸出模塊觸發(fā)端子一臂懸空的情況下，運轉(zhuǎn)信號的莽撞投入，會導(dǎo)致逆變模塊眨眼間損壞。起動狀態(tài)下嚴禁將某一觸發(fā)輸入端開路，否則將造成模塊損壞的嚴重后果！修理過程中，通電試驗前，一定要檢查觸發(fā)端子引線是否連接牢靠。對通電起動即損壞逆變模塊的故障，就首查、徹查模塊驅(qū)動電路！
但其損壞機理何在呢？從故障現(xiàn)象來看，逆變模塊為短路性擊穿炸裂損壞，短路的原因不屬過壓性擊穿，應(yīng)屬過流性損壞。但負載接了三只15瓦燈泡，近乎空載（實際上即使完全空載，也會出現(xiàn)短路性損壞），不會產(chǎn)生反電勢的竄入，因此整個回路沒有危險的過電壓發(fā)生，那么過流性損壞又是如何發(fā)生的呢？試分析如下：逆變電路正常工作時，由六路觸發(fā)脈沖控制六只IGBT管子按一定次序開通與關(guān)斷，將直流電源轉(zhuǎn)變成三相交變電壓輸出。每相輸出由上下兩只管子輪流導(dǎo)通與截止，形成該相的正半波和負半波。兩管交接時存在一定的時間間隔，又稱一定的死區(qū)時間，也即是在任一時間段內(nèi)，不允許出現(xiàn)兩管同時導(dǎo)通的局面。上下兩管的同時導(dǎo)通，必定導(dǎo)致對電源的短路，其后果是逆變模塊的炸裂損壞！這種損壞與外接負載沒有直接關(guān)系，即使是空載也會照常損壞。上例中上管的觸發(fā)端懸空，管子截止所需的負偏壓為零，當下管受觸發(fā)導(dǎo)通時，相當于將上管的射極瞬時短接到地，此時上管產(chǎn)生了一個經(jīng)由電源正極向集電極-柵極之間形成的電容、柵極和-射極之間的輸入電容的充電電流，觸發(fā)引入電阻未開路時，此充電電流為足夠大的負偏壓所吸收，不能觸通上管。但此時由于負偏壓的消失，此充電電流形成了正向柵偏壓，其值足以使上管導(dǎo)通，上、下兩管的共通造成了電源的直接短路，當然就會聽見“啪啦”一聲了。同理，當下管的觸發(fā)引入電阻斷路時，上管的導(dǎo)通相當于在下管的集電極引入了高電壓，也會瞬時產(chǎn)生一個經(jīng)由集電極向集-柵電容、柵-射電容充電的充電電流，觸發(fā)電阻未開路時，此充電電流為足夠大的負偏壓所吸收，不有能觸通下管。但此時由于負偏壓的消失，此充電電流形成了下管的正向柵偏壓，同樣形成了兩管共通將直流電源短路的局面。
在修理三肯IHF變頻器一文中，我提到直流回路儲能濾波電容的失效，是造成逆變模塊損壞的二級殺手，逆變模塊觸發(fā)端子的懸空，更應(yīng)是厲害得多的**殺手！兩者的相同點在于，損壞性極大，保護電路往往來不及動作逆變模塊即已損壞。兩者的不同之處是：1、前者為電容失效，直流回路的諧波使逆變模塊造成過壓性擊穿損壞，后者為管子的截止負偏壓消失而造成兩管共通對電源形成的過流性短路損壞。2、前者的損壞尚有一個漸變過程，在起動或運行過程中損壞，如果很輕的負載或者空載，不會導(dǎo)致?lián)p壞；而后者簡直就是無過程損壞，表現(xiàn)為一接受到起動信號，無論是帶載或空載，逆變模塊都會瞬時壞掉！所以后者的為害尤烈，尤其是易發(fā)生于故障修復(fù)過程中，稍有不慎，即導(dǎo)致前功盡棄，后悔莫及！
修復(fù)后、起動前的保證措施：先斷掉逆變模塊的主供電電源，1、測量驅(qū)動集成電路的輸入、輸出側(cè)的直流靜態(tài)電壓，為正常狀態(tài)；2、測量六路驅(qū)動的輸出脈沖波形，邊調(diào)整頻率邊觀察，應(yīng)幅度相等、頻率一致；3、先將逆變模塊的供電改接低直流電壓，如并關(guān)電源供給的+24V電壓，做啟停試驗，檢測三相輸出的平衡情況，及有無直流成份。一般在此一步驟，如驅(qū)動電路有異常，故障便已經(jīng)暴露出來；4、無低壓直流電壓條件的，可在逆變供電回路中串接15—40W的燈泡，再開機試驗，此燈泡在此不只起到電流電流的指示，重要的是驅(qū)動電路**造成輸出短路時，供電的壓降降在燈泡上，以及燈泡電阻的限流作用保護了模塊不被損壞。燈泡也有可能起到一個保險絲的作用，燈絲熔斷后也保護了逆變模塊。5、檢測空載輸出正常后，去掉串接燈泡，恢復(fù)逆變模塊的供電。再*后檢查觸發(fā)端子的連接線、檢查一遍模塊的螺絲緊固情況；7、整機裝配，帶電機試驗。到現(xiàn)場安裝時，落實上次的損壞原因，根據(jù)現(xiàn)場的電氣、機械和溫度等環(huán)境，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，或增設(shè)附件。如考慮現(xiàn)場有電容補償柜，變頻器安裝較為密集，因而電源污染較為嚴重，電源諧波大，可在電源輸入側(cè)加裝三相電抗器，以避免短時間內(nèi)再度損壞；如發(fā)現(xiàn)負載慣性大，而又必須做到快速停車會使變頻器易出現(xiàn)過電壓損壞，則應(yīng)要求用戶加裝剎車單元和剎車電阻后，再投入運行。需要注意的是，一些變頻器的損壞也可能是是因為用戶使用與調(diào)整不當造成的，不把這些有害因素排除掉，則修復(fù)好的變頻器很可能在短時間內(nèi)再度損壞，使用戶和維修者蒙受不必要的損失。