中达VDF变频器主电路原理及检修.doc

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1、中达VDF-B型22kW变频器主电路原理及检修——晶闸管主电路和触发脉冲形成电路的故障检修方法一、主电路工作原理简析中达VDF-B型22kW变频器主电路结构（见下图1），与其它变频器主电路的不同，是省去了充电接触器，3相输入整流电路采用晶闸管半控桥电路。图1中达VDF-B型22kW变频器主电路（简化图）晶闸管3相半控桥的工作原理简述如下：变频器上电初始时期，VT1~VT3等3只晶闸管器件因无触发信号送入，处于截止状态。R相输入交流电压（与S、T相构成通路）经D1半波整流、R1/R4限流、直流电抗器L为直

2、流回路的储能电容充电，使主电路的P、N端子间的直流电压逐渐上升至一定值时，开关电源电路起振工作，主板MCU器件检测到直流回路的电压值上升至某一阈值后，从DJP1的23端子输出低电平的“晶闸管开通信号”，光耦合器DPH7由此产生输入侧电流，输出侧内部光敏晶体管导通，将振荡器DU2由3脚输出的脉冲信号输入晶体管DQ14的基极，经复合放大器DQ14、DQ15进行功率放大，由二极管DD16、DD30、DD31将触发脉冲信号分为3路，输入至晶闸管VT1~VT3等3只晶闸管的栅阴结，使VT1~VT3等3只晶闸管同时

3、开通，由3只晶闸管和3只整流二极管构成的半控桥电路“变身为”3相桥式整流电路。脉冲形成电路的供电电源由开关电源电路（开关变压器DT1的一个绕组）提供，整流电源的负端接主电路P端（3只晶闸管的阴极），振荡电路输出的正向脉冲，经功率放大电路输入晶闸管的栅极，形成触发电流的通路。触发脉冲形成电路由DU2、DQ14、DQ15等元件组成。时基电路1455B（同NE555）与外围DR64、DR45、DD27/DD28、DC42等定时元件构成多谐振荡电路，脉冲信号由3脚输出，脉冲信号向后级电路的传输与否受耦合器DPH

4、7（MCU主板信号）的控制。变频器上电及主电路储能电容充电结束后，DU2输出脉冲信号一直在传输中，与常规晶闸管调压电路中的触发信号不同，信号不必与电网同步和具备确定的相位关系，这是一个振荡频率约为5kHz的“高频触发信号”，呈随机性地加到晶闸管的栅阴结上，总是使用3只晶闸管在电网电压过零点位置“尽早”开通。二、晶闸管整流电路的故障检修1、故障表现和检修思路（以图1变频器主电路为例）晶闸管电路的典型故障表现，是启动时报“欠电压”故障，或上电无反应（操作显示面板也无指示）。上电无反应说明开关电源失去电源供应

5、，变频器的充电限流电阻可能已经烧断，但其故障原因有可能是3只晶闸管半控桥没有投入正常，启动过程中，运行电流流经充电限流电阻令其烧断。另外，报“欠电压”故障和3相电源电压偏低、储能电容的电容量变小，直流电压检测电路误报故障等，都有关系，须排除其它故障原因后，再检修晶闸管整流电路。1）上电无反应。检查（见图1）D1、R1/R4等充电限流电路，排除其故障后，进而检查晶闸管整流电路和脉冲形成电路；2）上电即（为变频器输送3相交流电源的空气断路器）跳闸，说明晶闸管整流电路存在短路故障，用万用表测量晶闸管半控桥，检

6、查损坏元件；4）上电反应正常，但一给出起动信号，即报“欠电压”故障，先排除其它故障原因后，再检查是否由晶闸管半控桥模块损坏或触发电路不良造成的故障原因：a、晶闸管半控桥模块中有1只晶闸管损坏或1路触发脉冲电路不良，空载或轻载运行正常，负载率达50%以上时报欠电压故障，保护停机；b、晶闸管半控桥模块中有2只晶闸管损坏或3路触发信号丢失，晶控管半控桥电路不工作，轻载投入启动信号，即报欠电压故障，变频器处于停机保护状态。2、故障检修方法和步骤1）先排除晶闸管半控模块的故障。确诊为晶闸管整流电路没有正常工作，本

7、着先易后难的故障检查原则，和先检查故障概率高的元件或电路，后检查故障概率低的元件电路的原则，先在机器停电状态，用电阻法或如图3-27的晶闸管在线测量法，判断并排除3块晶闸管半控桥的故障，再进而检修脉冲触发电路。2）还可以进一步划分脉冲形成电路的故障范围。触发脉冲形成电路输出的脉冲信号，换言之，触发脉冲形成电路，是变频器上电后即开始工作的。但触发脉冲信号能否加到晶闸管的栅阴结上，受到MCU主板来的“开关信号”的控制，暂时短接光耦合器DPH7输出侧（3、4脚）进行试验——人为形成“模拟的MCU晶闸管开通控制

8、信号”，若晶闸管半控桥电路能正常工作，或在3只晶闸管的栅阴结能测得1V左右的正向脉冲电压值（栅极搭红表笔），说明DU2、DQ14、DQ15等脉冲形成电路是正常工作的，只是MCU主板的晶闸管开通信号，未能正常送入光耦合器DPH7的输入侧。故障检查范围在光耦合器DPH7、排线端子的23端子及MCU主板前级电路，当MCU输出晶闸管开通信号，23端子应该变为0V（针对+5V而言）的低电平，或测量DPH7输入侧（1、2脚之间）的电压值为1.2V左右，