西門子變頻器MM430（功率110KW）炸機故障維修視頻

PC923是8腳封裝的光耦芯片，一般用于上三橋IGBT的驅動。PC929則為16腳封裝，用于驅動下三橋IGBT，因為PC929帶有IGBT保護電路和OC信號輸出電路，下三橋IGBT發射極Vce共用直流母線的負極，更方便于檢測IGBT導通管壓降，從而實現過流保護和輸出報警信號的任務。

一、運行原理

PC923的相關參數：輸入IF電流5∽20mA，電源電壓15∽35V，輸出峰值電流±0.4A，隔離電壓5000V，開通/關斷時間0.5μs。可直接驅動50A/1200V以下的IGBT模塊。PC923的電路結構同TLP250等相近，但輸出引腳不一樣。5、8腳之間可接入限流電阻，限制輸出電流以保護內部V1、V2三極管。常規應用，是將5、8腳短接，接入供電電源的正極。如果將輸出側引線改動一下，也可以與TLP520、3120等互為代換。

PC929的相關參數與PC923相接近，在電路結構上要復雜的多。1、2腳為內部發光二極管陰極，3腳為發光管陽極，1、3腳構成了信號輸入端。4、5、6、7腳為空端子。輸入信號經內部光電耦合器、放大器隔離處理后經接口電路輸入到推挽式輸出電路。10、14腳為輸出側供電負極，13腳為輸出側供電正端，12腳為輸出級供電端，一般應用中將13、12腳短接。11腳為驅動信號輸出端，經柵極電阻接IGBT或后置功率放大電路。PC929的9腳為IGBT管壓降信號檢測腳，9、10腳經外電路并聯于IGBT的C、E極上。IGBT在額定電流下的正常管壓降僅為3V左右。異常管壓降的產生表明了IGBT運行在過流狀態下。PC929的8腳為IGBT管子的OC（過載、過流、短路）信號輸出腳，由外接光耦合器將故障信號返回給CPU。

PC929內部IGBT保護電路的動作過程：在正常狀態下， 2、3腳輸入脈沖信號電流，11腳相繼產生+16V和-10V的輸出驅動電壓信號。此時PC929的8（FS）腳一直為高電平狀態；當所驅動的IGBT管子流過異常電流時，IGBT的導通管壓降迅速上升，使9腳電壓達到故障報警閥值（7V），PC929內部的IGBT保護電路工作，11腳輸出的正向激勵電壓降低，使IGBT的導通電流下降，同時控制8腳內部的三極管Q3導通，輸出一個低電平的OC故障信號，經外接光耦送入CPU，CPU據過流情況實施保護停機。

在單獨維修電源/驅動板的上電檢測中，因PC929的9、10腳與IGBT模塊脫離，一接受運行信號，8腳即報出OC故障信號，11腳輸出脈沖電壓也被內部IGBT保護電路所嵌制，致使無法測出PC929的工作狀態。需采取相應措施，解除PC929的管壓降檢測功能，強制電路正常工作，達到方便檢測的目的。解除PC929的管壓降檢測功能的具體做法是：將PC929的9腳和10腳短接。這樣即使啟動變頻器來測試輸出波形，也不會報OC故障了。

二、由PC923、929構成的驅動電路

PC923光耦，由CPU主板來的脈沖信號經R66加到3腳，在輸入信號低電平期間，PC923形成由+5V，2、3腳內部發光二極管、信號源電路到地的輸入電流通路，PC923內部輸出電路的V1三極管導通，6腳輸出高電平信號（18V峰值），經R65為驅動后置放大電路的Q10提供正向偏流，Q10的導通將正供電電壓經柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT開通；在輸入信號的高電平期間，PC923的3腳也為+5V高電平，因而無輸入電流通路，PC923內部輸出電路的V2三極管導通，6腳轉為負壓輸出（10V峰值），也經R65為驅動后置放大電路的Q11提供了正向偏流，Q11的導通將供電的負10V電壓——IGBT的截止電壓經柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT關斷。在待機狀態，PC923的3腳輸入信號一直維持在+5V高電平狀態，則驅動電路一直輸出-10V的截止電壓，加到CN1觸發端子上，IGBT一直維持于可靠的截止狀態上。

PC929驅動IC是兼有對驅動脈沖隔離放大和模塊故障檢測雙重“身份”的。由CPU主板來的脈沖信號從1/2、3腳輸入到PC929內部的光電耦合器，從11腳輸出后，經Q13、Q15兩級互補式電壓跟隨器的功率放大后，引入IGBT2的G極。此為驅動脈沖的信號傳輸電路路；?PC929的9腳為模塊故障檢測信號輸入腳。正常工作狀態下，PC929的11腳輸出正的激勵脈沖電壓，使Q13導通，Q15截止。Q13的導通，將正偏壓加到IGBT2的G極上，IGBT2進入飽合開通狀態。忽略IGBT導通管壓降的話，IGBT2的導通即將U輸出端與負直流供電端N短接起來，提供輸出交流電壓的負半波通路，在導通期間，只要變頻器是在額定電流以內運行，IGBT2的正常管壓降應在3V以下。

管壓降檢測電路中的D24二極管和C48組成消噪電路，以避免負噪聲干擾引起誤碼保護動作。

R91將驅動脈沖引入到IGBT管子的G極，表面看來，這是一只限流電阻，限制流入IGBT管子的驅動（充電）電流，因管子的開通速度越快越好，開通時間越短越好，電阻的阻值就不能太大，以避免與IGBT管子的輸入結電容形成一個較大時間常數的延時電路，這是不希望出現的。但過激勵也會導致IGBT的損壞。此電阻多為Ω級功率電阻，隨變頻器功率的增加其阻值而減小。此電阻還有一個“真名”，叫柵極補償電阻，因為IGBT管子的觸發引線有一定長度，觸發脈沖又是數千赫茲的高頻信號，所以有一定的引線電感存在，而引線電感會引起觸發脈沖的畸變，產生?“電壓過沖”現象，嚴重時會造成IGBT管子的誤開通而造成損壞。接入R82可對引線電感有所補償，盡量使引線呈現電阻特性而不是電感特性，有效緩解引線電感造成的電壓過沖現象。

R92并接于IGBT管子的G、E極間，第一個好處就是，將IGBT管子輸入端的高阻狀態變為低阻狀態。我們新購得的IGBT逆變模塊，出廠前是用短路線將G、E極短接的，這樣萬一有異常電壓（如靜電）加到G、E極時，短路線將很快將此一異常電壓吸收，而避免了IGBT管子因輸入端子遭受沖擊而損壞。電路中并聯R92也有同樣的用處，在一定程度上將輸入的“差分電壓”變為了“共模電壓”，消解了異常輸入電壓的沖擊作用；R92對瞬態干擾有一定的作用，又可稱之為“消噪電阻”；R92并接于IGBT管子的G、E極間，與IGBT的G、E結電容相并聯，此電阻又被稱為“旁路電阻”，將瞬態干擾造成的對G、E結電容的充電電流“旁路掉”，以避免其誤開通。R92又形成了IGBT管子輸入結電容的電荷泄放通路，能提高電荷的泄放速度，對于只采用單電壓供電（無負供電電壓）的驅動電路，此電阻的作用尤其重要。

三、PC923、929構成的驅動電路的檢測方法

1、靜態檢測：

電路處于靜止狀態時，相對于+5V供電的地端，PC923的2、3腳電壓都為5V，直接測量2、3腳之間電壓差為0V；以驅動電源的OV為O電位參考點，CN1觸發引線端子的1線應為-10V。PC923、PC929的脈沖輸出腳和后置放大器的中點電壓都為-10V。??檢測CN1端子的1線為OV，故障原因為：

• 驅動電源穩壓二極管擊穿短路；
• 柵極電阻R91開路。?

檢測CN1端子的1線為+18V左右，故障原因為：

• PC923的后置放大電路中的Q10短路；
• PC923內部輸出電路中的V1短路；
• 檢查PC923的2、3腳如有電壓輸入，如1、2V，故障原因為前級信號電路故障，使PC923形成了輸入電流的通路。

2、動態檢測：

電路靜態時測得CN1端子1線上有正常的-10V截止電壓，及測量各靜態工作點基本正常（其實各檢測點都表現為供電電壓），要進一步檢查動態——對脈沖信號的傳輸能力，驗證電路確無故障或使隱蔽故障暴露出來。

但要注意的是，因為在檢修中電源/驅動板與主電路已經脫開，CN1、CN2觸發端子是空置的，并未接入IGBT，而且在未查明驅動電路是否工作正常之前，也是絕不允許在IGBT接入530V直流供電的情況下，連接驅動電路并檢查驅動電路的故障的。因為IGBT的脫開，驅動電路輸出的脈沖無論正常與否，只要按一下操作面板的起動（FWD）或運行（RUN）按鍵，操作顯示面板即跳出OC故障。原因在于驅動芯片PC929在脈沖信號傳輸期間，PC929的9腳內部電路與外部元件構成的IGBT管壓降檢測電路，因IGBT的未接入（相當于開路），而檢測到極大的管壓降信號，而向CPU報出OC信號，CPU采取了停機保護措施。必須采取相應手段，屏蔽掉驅動電路對IGBT管壓降檢測功能，令CPU正常發送六路脈沖，以利驅動電路的進一步檢修。

丹佛斯FC202 250KW變頻器逆變模塊炸機故障的維修視頻

丹佛斯變頻器報AL14代表的是接地故障。

變頻器接地故障的表現是，在變頻器中的三相輸出的檢測電流中心點和不為零，或者三相輸出電流檢測差異較大的情況下，丹佛斯變頻器就會出現A14報警接地故障。

對于我們的用戶在現場排查該問題，上海津信總結了以下幾點。

第一點，將變頻器電，查看一下變頻器到電機之間的連接電纜，是否有存在破皮的情況。如果存在破皮的情況，就會導致有漏電流，變頻器會產生誤報警。

第二點，查看我們的接地線是否存在有生銹或者接觸不良的情況。

第三點，還要關注現場是否真正的存在有接地樁，不是只是將地線連在地線上面就行了。按照標準要求，現場的接地樁要求是打入3米深以上。

第四點，是用戶現場準備一塊兆歐表。將電機線從變頻器的UVW三相拆出，搖一下電機的對地絕緣度。一般情況下，要求電機的對地絕緣度是大于等于500兆瓦。

當對以上外圍情況都進行了檢測的情況下，顯示都是正常，但是還是顯示AL14報警，那這個時候呢，可以聯系上海津信進行進一步的檢測，可能是變頻器的硬件存在故障。

一、變頻器的優缺點：

變頻器的作用主要是通過將電壓和頻率轉換為可調的電壓和頻率，以精確地控制電機的速度和運行方式、功率和扭矩。

變頻器的優點：

• 節能：變頻器能夠將電動機的轉速根據負載的變化，實現高效率的工作。因此，使用變頻器可以節約能源，降低能耗。
• 降低噪音：由于電動機在啟動和運行時需要大量的電流和能量，這會導致噪音和振動。使用變頻器可以使電機平穩啟動，并控制其運行速度和扭矩，從而降低噪音。
• 增強電動機的壽命：由于變頻器可以減少啟動沖擊和運行壓力，因此能夠延長電動機的壽命。
• 提高生產效率：通過變頻器控制電動機的速度和扭矩，可以根據需要進行精細化控制，從而提高生產效率。

變頻器的缺點：

• 成本高：變頻器的價格比傳統電源要高，因此對于一些小型業務或金融壓力較大的企業來說，采用變頻器的成本往往較高。
• 技術難度大：使用變頻器需要一定的技術知識和專業技能。如果企業沒有專業的技術人員進行維護和安裝，可能會導致生產問題。
• 可靠性差：變頻器的電路較為復雜，故障率比傳統電源更高。在使用變頻器時，需要應用到許多不同的部件，并在運行中對這些部件進行不斷的監測和維護。
• 電磁干擾：由于變頻器需要輸出高頻電信號，它還可能會對周圍的設備產生電磁干擾，影響設備的運行。

二、軟啟動器的優缺點：

軟訓動器串接于電源與電機之間，通過微電腦控制其內部的晶閘管觸發導通角實現交流調壓，使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束。在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啟動，降低啟動電流。避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時啟動過程結束，為電機正常運行提供額定電壓。

軟啟動器優點

• 節省時間。使用軟啟動器可以快速啟動應用程序，節省用戶的時間。常用應用可以設置在主屏幕或快捷面板上，減少了用戶尋找應用的時間，提高了使用效率。
• 節省電量。由于其對應用程序的管理能力，可以避免長時間運行某個應用程序，減少了電量的消耗。
• 個性化定制軟啟動器能夠允許用戶對應用程序設置個性化操作，如更改應用圖標、背景顏色、文件夾風格等。帶來更好的使用體驗。

軟啟動器的缺點：

• 可能存在卡頓。軟啟動器使用過程中可能會出現卡頓的情況，尤其是在啟動某些應用程序時。這可能會影響用戶的使用體驗。
• 不支持某些應用程序。有一些應用程序可能不受軟啟動器的支持，此時用戶可能需要手動打開應用程序或選擇其他啟動方式。

三、變頻器與軟啟動器的區別

1. 作用不同:變頻器是一種控制電機旋轉速度的電氣設備，可以通過調節輸出頻率來控制電機轉速和輸出功率。軟啟動器是一種起動電動機時降低啟動電流和啟動扭矩的電氣設備，可以避免電動機和配套設備啟動時的沖擊和振動，延長設備壽命。

2.原理不同：變頻器可以通過調節輸出頻率來控制電機轉速和輸出功率，一般采用PWM技術實現。軟啟動器則是通過控制電流的上升斜率和起動時間來降低起動時的沖擊和振動，通常采用電容、電阻、電感等電路實現。

3.適用范圍不同：變頻器是為了實現高精度的控制，廣泛應用于需要節能、減少噪音和保護設備的場合。例如，風機、水泵、壓縮機、鋼鐵冶煉等工業領域。軟啟動器主要適用于需要頻繁運轉的場合，例如冶金、石化等重工業領域，還廣泛應用于樓宇、機房和醫院等場所等。

4.成本不同：變頻器也能實現軟啟動的目標，但是設備成本和維護運行成本要明顯高于軟啟動器。對人員的要求也更高

將報警原因排除后，報警代碼會自動清除。

缺相故障發生在三相電路當中，可能出現在輸入側，也可能出現在輸出側，表現為有一相或多相電壓缺失或異常，導致電流不平衡，影響變頻器或電機的正常工作。

如上圖的R、S、T為輸入側，U、V、W則為輸出側。

二、變頻器缺相的表現與判斷

1. 故障現象：

• 變頻器顯示“缺相”、“輸入電壓低”、“輸出不平衡”等報警信息或相應的故障代碼。
• 電機啟動困難或轉速不穩。
• 電機發熱嚴重。
• 輸出頻率/電流波動大。
• 變頻器頻繁跳閘（如過流、過載保護）。

???當變頻器正常工作時，Udc上的電壓如下圖所示，一個工頻周期內將有6個波頭，此時直流電壓Udc將不會低于470V，對于一個7.5kW的變頻器而言，其C的值大小一般為900uf，當滿載運行時，可以計算出周期性的電壓降落大致為40V，紋波系數不會超過7.5％。而當輸入缺相發生時，一個工頻周期中可能只有2個電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數要達到30％左右。

由此可以看出，在變頻器輸入缺相后仍在運行時，電容C將被反復大范圍的充電，這種情況很可能導致電容器損壞，而且當負載較重時，還會進一步損壞整流橋，如在送電時就發生缺相，由于單相大電流運行極易造成變頻器燒毀。

2. 檢測方法：

（1）查看變頻器面板上報警信息

（2）使用萬用表測量電壓

• 輸入側測量：
  • 斷電后檢查 R、S、T 三相之間的電阻是否平衡。
  • 通電后測量三相輸入電壓是否一致（通常為 380V~415V，誤差不超過 ±5%）。
• 輸出側測量：
  • 測量 U、V、W 三相輸出電壓是否對稱。

（3）使用鉗形電流表測量電流

• 檢查三相電流是否平衡。
• 若某一相電流明顯偏小或為零，說明該相缺相。

（4）觀察驅動板信號

• 使用示波器觀察 IGBT 驅動信號是否正常。
• 如果某一路無驅動信號輸出，可能是內部模塊或控制電路故障。

3、常見原因分析

一、軟啟動器不啟動，并且無故障顯示

? 無顯示：檢查控制電源 CL1/CL2 上是否有電源
? 檢查顯示的代碼是否與起動器正常狀態對應
? 檢查是否有 RUN/STOP 命令

二、不能被復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。 故障跡象：
? 起動結束繼電器 R2 斷開
? 繼電器 R1 斷開 ( 在起動器鎖定之后)
? 顯示屏上故障代碼閃爍
? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

三、故障原因一消失即可被復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。

故障現象：

• 起動結束繼電器 R2 斷開。
• 僅當作為隔離繼電器時繼電器 R1 斷開。
• 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍。
• 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件可以查看。

重起動條件：

• 故障原因消失
• 在 2 線控制中運行命令必須保留在 RUN 輸入端。
• 在 3 線控制中 RUN 輸入端需要有新的運行命令 ( 上升沿 )。

四、可以被復位并能使起動器自動重新起動的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。
伴隨自動重起動的故障跡象：
? 起動結束繼電器 R2 斷開
? 僅當作為隔離繼電器時繼電器 R1 斷開。如果配置為故障繼電器則 R1 保持閉合
? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍
? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動條件，對于下表中伴隨自動重起動的故障( 僅在 2 線控制中)：
? 故障原因消失
? 在 RUN 輸入端保留有運行命令
? 進行 5 次重起動嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時故障仍然存在，則將成為不可復位的故障。
? 進行 6 次重起動嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時故障仍然存在，則它將脫扣，需要手動復位，且如果被配置為故障繼電器則 R1 斷開。

下列故障的重起動情況：
? 故障原因消失
? 運行命令保持( 僅對2 線控制）

五、可以被手動復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。
故障現象：
? 起動結束繼電器 R2 斷開
? 繼電器 R1 斷開
? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍
? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動條件：
? 故障原因消失
? 用一個運行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 復位故障 （如果LI 被定義為“故障復位 (LIr) ”功能，則有運行命令時不會產生復位。）
? 另一個運行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 重起動電機