圖8-24所示為DVP-1 22kW臺達變頻器驅動電路帶負載能力測量電路。圖8-24中GU、EU為脈沖信號輸出端子,外接IGBT的G、E極,檢修驅動板時已與主電路脫離。點畫線框內(nèi)為外加測量電路。為電源/驅動板上電后,配合啟動和停止操作,在m、n點串入萬用表直流250mA擋,與I5Q、3W的外加測量電阻構成回路,檢測各路驅動電路的電流輸出能力。測得啟動狀態(tài)下,有5路輸出電流值均在150mA左右,一路輸出電流僅為40mA,裝機運行后跳OC的故障原因就在于此,該路驅動電路的驅動能力不足。停機狀態(tài)測得各路電流值均為50mA左右,負壓供電能力正常。
串接RC起到限流作用,選取電阻值及功率值與柵極電阻相等 (圖8-24中R45的參數(shù)值),以使檢測效果明顯。
對驅動電路做功率輸出能力的檢測,可以確定驅動電路正常。在驅動電路與主電路連接的試機過程中,以低壓直流電源或在供電回路串接燈泡等措施,進一步檢測逆變輸出回路的故障。正常后,再恢復逆變回路的正常供電。
驅動電路輸出能力不足由以下兩方面的原因造成:
(1)電源供電能力不足。空載情況下,檢測輸出正、負電壓往往達到正常的要求,即使帶載(如接入IGBT后)情況下,雖然對IGBT的C極瞬時充電能力不足,但因充電時間太短,往往也測不出供電電壓的低落。不帶上電阻負載,這種隱蔽故障幾乎不能被檢測出來,電源電路的常見故障為濾波電容失容。如圖8-24中C41因長期運行,內(nèi)部的電解液干涸,其容量由幾百微法減小為幾十微法,甚至為幾微法。另外,可能有整流管低效,如正向電阻變大等,也會造成電源輸出能力不足。
(2)驅動IC內(nèi)部輸出電路不良或后置放大器V4、V10導通內(nèi)阻變大等。如帶載后檢測電源電壓無低落現(xiàn)象,檢測DPH4T250V輸出電壓偏低,則為DPH4T250V不良,否則更換V4、V10等元件。
需要說明的是:正向激勵電壓的不足,只會表現(xiàn)出電動機振動劇烈、輸出電壓移相、頻繁跳OC故障等現(xiàn)象,雖然有可能使電動機繞組中產(chǎn)生直流成分出現(xiàn)過電流狀態(tài),但對模塊不構成爆裂的危害;而負向截止電壓的丟失和柵極電阻、旁路電阻的斷路,則表現(xiàn)為上電時正常,一按動啟動按鍵,IGBT逆變模塊便會馬上爆裂。
(1)電路原理。驅動電路的供電由開關變壓器的4個相互隔離的二次繞組的輸出,經(jīng)整流濾波,再由R、VD穩(wěn)壓電路分解為4路正、負電源,供驅動電路使用。逆變功率輸出電路上3臂IGBT的驅動,因信號地不能共用,由3組驅動電源單獨提供;下3臂IGBT的驅動,因3只管子的E極是共N的,故采用了一組供電,該組供電是由雙繞組正、負整流、濾波輸出的。
上3臂IGBT的驅動IC采用專用驅動芯片PC923,下3臂IGBT的驅動IC采用內(nèi)含模塊故障檢測電路的PC929。由PC923內(nèi)部電路和9腳外接元件,對下3臂IGBT管壓降進行檢測,向CPU發(fā)出SC或OC故障信號,實施停機保護。
PC923、PC929輸入側均為發(fā)光二極管,輸入脈沖信號使發(fā)光二極管點亮或熄滅,光敏二極管通過光信號的強弱導通或截止,將輸入光信號轉變?yōu)殡妷海娏鳎┬盘栞斎隝C內(nèi)部后級放大器。驅動IC輸出的驅動脈沖信號經(jīng)柵極電阻引入模塊的 (GU、EU) - (GZ、EZ)6組控制信號輸入端子。本機為小功率機型,采用一體化模塊,整流和逆變電路都集成在模塊內(nèi)部。另外,模塊內(nèi)部還集成了IGBT制動開關管,在直流回路過電壓制動電路起控時,由排線端子CON7的15腳輸入制動脈沖信號,由光耦合器PC4驅動模塊內(nèi)部的IGBT制動開關管。
PC929的9腳為IGBT導通管壓降信號輸入腳,與外電路配合,檢測IGBT導通時的管壓降,大于起控閾值時,內(nèi)部IGBT保護電路動作,控制下3臂IGBT的軟關斷,同時8腳輸出低電平,接通了PC5光耦合器的輸入電流通路,PC5將OC信號報給CPU。下3臂lGBT的任一臂出現(xiàn)過電流,都會控制PC5送出OC信號,由CPU中止6路脈沖信號的傳輸,實施停機保護動作。
(2)對驅動電路的故障檢測。
1)當逆變電路損壞后,驅動電路也受到?jīng)_擊,出現(xiàn)驅動IC損壞,柵極電阻、旁路電阻損壞等故障,可將損壞模塊拆除,為電源/驅動板單獨接入+500V維修直流電源,令開關電源起振工作后進行檢修。將損壞元器件換新后,可將IGBT管壓降檢測電路的a、b、c三點對驅動電源的0V供電線短接,為PC929的9腳人為地輸入“IGBT正常開通”的信號,使保護電路不起控,CPU正常輸出6路脈沖信號,以利于檢修工作的進行。
2)當逆變回路正常,驅動電路本身故障時,因一體化模塊拆除困難,可將逆變電路的P端正供電切斷,將a、b、c三點對驅動電源的OV供電線短接后,上電檢修。將故障修復后,拆除短接線,再恢復逆變回路的供電。
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