而從上述分析可看出:應用在變頻器輸出電路的IGBT管子,恰恰應該說是電流或說是功率驅動器件,而不純為電壓控制器件。二、裝機前後一個檢測內容:
為大可能地降低返修率,在對驅動電路進行三、四節的檢測後,不要漏過對驅動電路的帶負載能力這樣一個檢查環節。
DVP-122kW臺達變頻器的U相上臂的驅動電路。圖中GU、EU為脈衝信號輸出端子,外接IGBT的G、E極,檢修驅動板時已與主電路脫離。虛線框內為外加測量電路。為電源/驅動板上電後,配合啟動和停止操作,在m、n點串入直流250mA電流檔,與15Ω3W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,有五路輸出電流值均在150mA左右,其中一路輸出電流僅為40mA,裝機運行後跳OC的故障原因正在於此,該路驅動電路的驅動能力大大不足!停機狀態,測得各路負電壓供電的電流輸出能力均為50mA左右,負壓供電能力正常。
串接RC,起到限流作用,其取值的原則:選取電阻值及功率值與柵極電阻相等(上圖中DR45的參數值),以使檢測效果明顯。
對驅動電路做過功率輸出能力的檢測,可以確定驅動電路完全正常了。在驅動電路與主電路連接的試機過程中,請先以低壓24V直流電源為逆變電路供電,測試驅動電路和逆變電路正常後,再恢復逆變回路的正常供電。如手頭無低壓直流電源,起碼應在逆變供電回路串接兩只45W燈泡或2A保險管,試機正常後,才接入逆變電路的原供電!
上述對驅動電路的上電檢測,是在脫開與主電路(IGBT)的連接後進行的,整機連接狀態下,不得測量驅動電路的輸入、輸入側,會因人體感應和表筆引入幹擾信號,使IGBT受觸發誤碼導通,造成模塊的炸裂!
驅動電路輸出能力的不足,由以下兩方面的原因造成:
A、電源供電能力不足,空載情況下,我們檢測輸出正、負電壓,往往達到正常的幅度要求,即使帶載(如接入IGBT後)情況下,雖然對Cge的瞬時的充電能力不足,但因充電時間太短,我們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!電路電路的常見故障為濾波電容失容,如上圖中DC41,因長期運行中電解電容內部的電解液幹涸,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;B、驅動IC內部輸出電路不良或後置放大器DQ4、DQ10導通內阻變大等。如帶載後檢測電源電壓無低落現象,檢測T250輸出電壓偏低,則為T250不良,否則更換DQ4、DQ10等元件。DR40、DR45等阻值變大的現象比較少見。
需要說明的是:正向激勵電壓的不足,只是表現出電機振動劇烈、輸出電壓偏相、頻繁跳OC故障等現象,雖然有可能使電機繞組中產生直流成分出現過流狀態,但對模塊構不成一投入運行信號即爆裂的危害。而負向截止電壓的丟失(負壓供電回路的故障造成負柵偏壓回路阻斷),則表現出上電時正常,一按動啟動按鍵,IGBT逆變模塊便會發出“啪”的一聲馬上爆裂的故障!這是為何呢三、IGBT截止負壓丟失後的危害:
除了在全速運行下負載突然短路造成的損壞外,過流、過載、過欠壓等,所有故障的危害性都要遠遠小於柵偏壓回路開路對IGBT的危害,說到這一點,廣大維修人員都會深有體會的——維修人員吃這樣的不應該吃的虧是太多了啊。檢修過程中漏焊了柵極電阻DR45,在裝機過程中粗心大意間只插好了上臂IBGT1的觸發插頭,而忘記了連接下臂IGBT觸發端子,而使IGBT2驅動信號引入端子被空置,上電後,不投入起動信號,還沒有問題,一旦投入啟動信號,那就毫無商量,模塊壞掉。長期的維修工作中,我已經養成了一個習慣:上電後啟動操作前先停一會兒,觀察一下驅動脈衝輸出端子是否已經連接完好。檢查每路都連接完好後,再按下啟動按鍵。我常常覺得這輕輕的一點有千鈞之重啊——驅動電路與逆變輸出電路都是正常的狀態下,只漏插了一只驅動脈衝的信號端子,必會造成IGBT模塊與驅動電路的再次嚴重損壞,致使前功盡棄呀!
如同雙極性器件——三極管一樣,三線元件也必然形成了內部三只等效電容,
而IGBT內部的Cge卻不是寄生性的,是工藝與結構所形成。Cce電容我們不要去管它。對IGBT能起到毀滅性作用的是Ccg和Cge兩只電容