所謂的驅(qū)動(dòng)板，就是主要集成了驅(qū)動(dòng)IGBT電路的信號(hào)放大板，驅(qū)動(dòng)電路的作用，就是把CPU主板的6個(gè)PWM信號(hào)，經(jīng)過光耦隔離以及放大后，來控制IGBT模塊完成逆變功能，它包含了隔離電路，放大電路和驅(qū)動(dòng)的電源電路。而且上三橋的驅(qū)動(dòng)是獨(dú)立的電源，而下三橋的驅(qū)動(dòng)是以一個(gè)公用的電源，驅(qū)動(dòng)電路有問題，一般是某路導(dǎo)通性能變差，或者燒了光耦，阻容之類的器件，或者是驅(qū)動(dòng)電源電壓不正常，這樣會(huì)造成IGBT的通斷有問題，從而引起三相電壓輸出不平衡，只要炸了IGBT模塊，或者是三相不平衡，或者過流之類的問題，都要檢查和修理驅(qū)動(dòng)板，請(qǐng)關(guān)注：容濟(jì)點(diǎn)火器
驅(qū)動(dòng)電路常見的表征是三相電壓電流不平衡和輸出缺相，如果一個(gè)變頻器的快熔燒掉了，或者IGBT壞了，不要直接上新的配件，這時(shí)候需要檢查驅(qū)動(dòng)電路，看看有沒有打火或者變色的外表。只要WVW三相輸出不平衡，或者低頻時(shí)候有抖動(dòng)，啟動(dòng)還有過流過載報(bào)警之類，一定要認(rèn)真檢查驅(qū)動(dòng)板了。在確定驅(qū)動(dòng)板正常情況下，需要上IGBT模塊時(shí)候，需要把P腳從母線上斷開，中間串聯(lián)幾個(gè)大燈泡做限流電阻通電保護(hù)了。
驅(qū)動(dòng)電路有問題，一般都會(huì)看到明顯的損壞痕跡的，比如電容電容三極管甚至電路板，會(huì)有爆裂，斷線和變色等異常，在沒有完整電路圖前提下，一般使用簡(jiǎn)單的測(cè)量比較來檢查，如果有一塊正常的板子來對(duì)比是的，如果沒有也要在不同回路里邊單獨(dú)做比較?？梢院?jiǎn)單清理臟的灰塵和污漬，如果發(fā)現(xiàn)明顯的燒斷元件，直接更換，有斷線的地方，可以直接修補(bǔ)焊接回來。光耦可以拆下來，離線進(jìn)行測(cè)量判斷好壞，有條件的，還可以在不裝IGBT的情況下，用示波器來測(cè)量各路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出波形，對(duì)比脈沖的幅值和相位這些。而且市場(chǎng)上光耦不好買質(zhì)量好的，很多時(shí)候需要更換多次來篩選判斷。
懷疑驅(qū)動(dòng)電路不正常，可以先把IGBT和驅(qū)動(dòng)電路斷開，利用萬(wàn)用表電阻表簡(jiǎn)單測(cè)量6路驅(qū)動(dòng)電路的阻值是否一致，有些變頻器的電阻值可能不一定一樣哦，像日系的富士三菱就有差異，所以只能做參考。然后通電測(cè)量電壓，一般正常的直流電壓大概是10伏，驅(qū)動(dòng)后大概2-3伏，如果都比較均衡，才可以重新裝上IGBT模塊。
這是臺(tái)達(dá)一款變頻器的U相的上橋臂的驅(qū)動(dòng)電路，GU和EU分別是脈沖信號(hào)輸出，它們分別接到IGBT模塊的GE兩端，修理時(shí)候，驅(qū)動(dòng)板子和主電源已經(jīng)脫開了，通過在虛線框外加測(cè)量電路來出來，上電后，通過啟動(dòng)和停止，在mn兩點(diǎn)里邊串聯(lián)了250毫安的電流檔，然后利用上一個(gè)3W15歐姆的電路來構(gòu)成回路，分別測(cè)量各個(gè)驅(qū)動(dòng)回去的驅(qū)動(dòng)電流，正常是150毫安左右，如果有某路才50毫安，裝機(jī)有一定會(huì)報(bào)警OC過電流了，這就是驅(qū)動(dòng)能力不足引起的。后來檢查發(fā)現(xiàn)，是電解電容DC41容量下降造成的，更換后就解決問題了。
上邊是西門子6SE70變頻器燒了一個(gè)IGBT壞掉了，所以需要簡(jiǎn)單檢查驅(qū)動(dòng)電路板是否正常，簡(jiǎn)單測(cè)量電壓和電阻后，不敢直接送電試機(jī)，也不太方便在直流母線上串聯(lián)燈泡限流，后通過X9端加一個(gè)24伏電壓，然后直流母線也供應(yīng)24伏直流電壓，設(shè)置P372=1,然后測(cè)量輸出電壓，基本上是平衡的，接著帶一個(gè)小功率80瓦的三相380伏小電機(jī)，工作在1.5赫茲，也是正常，后才恢復(fù)正常供電，空轉(zhuǎn)正常，接著上負(fù)載，也是平衡的。
在診斷過程中應(yīng)借助一些和變頻器自診斷系統(tǒng)綜合分析。詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象和查看變頻器指示等情況，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如，的異常波動(dòng)、負(fù)載的變化等?！ ?、根據(jù)用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因?！ ?、打開被維修的設(shè)備，確認(rèn)被損壞的部位，分析維修恢復(fù)的可行性?！ ?、根據(jù)被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關(guān)的電路?！ ?、尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換?！ ?、在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在做這一步檢查的時(shí)候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會(huì)引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大?！ ?、在檢修設(shè)備工作正常的情況下，就可以進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)試。
過電壓現(xiàn)象在在調(diào)試與使用過程中經(jīng)常會(huì)遇到。過電壓產(chǎn)生后，變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞，其過電壓保護(hù)功能將動(dòng)作，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。因此必須采取措施消除過電壓，防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合不同，產(chǎn)生過電壓的原因也不相同，所以應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的對(duì)策。
一、過電壓的產(chǎn)生與再生制動(dòng)
所謂變頻器的過電壓，是指由于種種原因造成的變頻器電壓超過額定電壓，集中表現(xiàn)在變頻器直流母線的直流電壓上。正常工作時(shí)，變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。
在過電壓發(fā)生時(shí)，直流母線上的儲(chǔ)能將被充電，當(dāng)電壓上升至700V左右時(shí)，（因機(jī)型而異）變頻器過電壓保護(hù)動(dòng)作。造成過電壓的原因主要有兩種：過電壓和再生過電壓。電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現(xiàn)在大部分變頻器的輸入電壓最高可達(dá)460V，因此，電源引起的過電壓極為少見。
本文主要討論的問題是再生過電壓。產(chǎn)生再生過電壓主要有以下原因：當(dāng)大GD2（飛輪力矩）負(fù)載減速時(shí)變頻器減速時(shí)間設(shè)定過短；電機(jī)受外力影響（風(fēng)機(jī)、牽伸機(jī)）或位能負(fù)載（、起重機(jī)）下放。由于這些原因，使電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于變頻器的指令轉(zhuǎn)速，也就是說，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率為負(fù)，轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與狀態(tài)時(shí)相反，其產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙旋轉(zhuǎn)方向的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài)，負(fù)載的動(dòng)能被“再生”成為電能。
再生能量經(jīng)逆變部續(xù)流對(duì)變頻器直流儲(chǔ)能充電，使直流母線電壓上升，這就是再生過電壓。因再生過電壓的過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與原轉(zhuǎn)矩相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此再生過電壓的過程也就是再生制動(dòng)的過程。換句話說，消除了再生能量，也就提高了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如果再生能量不大，因變頻器與電機(jī)本身具有20%的再生制動(dòng)能力，這部分電能將被變頻器及電機(jī)消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機(jī)的消耗能力，直流回路的電容將被過充電，變頻器的過電壓保護(hù)功能動(dòng)作，使運(yùn)行停止。為避免這種情況的發(fā)生，必須將這部分能量及時(shí)的處理掉，同時(shí)也提高了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這就是再生制動(dòng)的目的。
二、過電壓的防止措施
由于過電壓產(chǎn)生的原因不同，因而采取的對(duì)策也不相同。對(duì)于在停車過程中產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象，如果對(duì)停車時(shí)間或位置無(wú)特殊要求，那么可以采用延長(zhǎng)變頻器減速時(shí)間或自由停車的方法來解決。所謂自由停車即變頻器將主開關(guān)器件斷開，讓電機(jī)自由滑行停止。
如果對(duì)停車時(shí)間或停車位置有一定的要求，那么可以采用直流制動(dòng)（DC制動(dòng)）功能。直流制動(dòng)功能是將電機(jī)減速到一定頻率后，在電機(jī)定子繞組中通入直流電，形成一個(gè)靜止的磁場(chǎng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割這個(gè)磁場(chǎng)而產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使負(fù)載的動(dòng)能變成電能以熱量的形式消耗于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，因此這種制動(dòng)又稱作能耗制動(dòng)。在直流制動(dòng)的過程中實(shí)際上包含了再生制動(dòng)與能耗制動(dòng)兩個(gè)過程。這種制動(dòng)方法效率僅為再生制動(dòng)的30-60％，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。由于將能量消耗于電機(jī)中會(huì)使電機(jī)過熱，所以制動(dòng)時(shí)間不宜過長(zhǎng)。而且直流制動(dòng)開始頻率，制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)電壓的大小均為人工設(shè)定，不能根據(jù)再生電壓的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而直流制動(dòng)不能用于正常運(yùn)行中產(chǎn)生的過電壓，只能用于停車時(shí)的制動(dòng)。
對(duì)于減速（從高速轉(zhuǎn)為低速，但不停車）時(shí)因負(fù)載的GD2（飛輪轉(zhuǎn)矩）過大而產(chǎn)生的過電壓，可以采取適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法來解決。其實(shí)這種方法也是利用再生制動(dòng)原理，延長(zhǎng)減速時(shí)間只是控制負(fù)載的再生電壓對(duì)變頻器的充電速度，使變頻器本身的20%的再生制動(dòng)能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包括位能下放）而使電機(jī)處于再生狀態(tài)的負(fù)載，因其正常運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)，再生能量過高無(wú)法由變頻器本身消耗掉，因此不可能采用直流制動(dòng)或延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法。
再生制動(dòng)與直流制動(dòng)相比，具有較高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小可以跟據(jù)負(fù)載所需的制動(dòng)力矩（即再生能量的高低）由變頻器的制動(dòng)單元自動(dòng)控制。因此再生制動(dòng)較為適用于在正常工作過程中為負(fù)載提供制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
三、再生制動(dòng)的方法：
1．能量消耗型：
這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過檢測(cè)直流母線電壓來控制一個(gè)功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左右時(shí)，功率管導(dǎo)通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。（http://www.diangon.com版權(quán)所有）由于再生能量沒能得到利用，因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型，它與直流制動(dòng)的不同點(diǎn)是將能量消耗于電機(jī)之外的制動(dòng)電阻上，電機(jī)不會(huì)過熱，因而可以較頻繁的工作。
2．并聯(lián)直流母線吸收型：
適用于多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)（如牽伸機(jī)），在這個(gè)系統(tǒng)中，每臺(tái)電機(jī)均需一臺(tái)變頻器，多臺(tái)變頻器共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器，所有的逆變部并接在一條共用直流母線上。這種系統(tǒng)中往往有一臺(tái)或數(shù)臺(tái)電機(jī)正常工作于制動(dòng)狀態(tài)，處于制動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)被其它電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，產(chǎn)生再生能量，這些能量再通過并聯(lián)直流母線被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)所吸收。在不能完全吸收的情況下，則通過共用的制動(dòng)電阻消耗掉。這里的再生能量部分被吸收利用，但沒有回饋到電網(wǎng)中。
3．能量回饋型：
能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)，可逆變流器將再生能量回饋給電網(wǎng)，使再生能量得到完全利用。但這種方法對(duì)電源的穩(wěn)定性要求較高，一旦突然停電，將發(fā)生逆變顛覆。
四、再生制動(dòng)的應(yīng)用
一條化纖長(zhǎng)絲牽伸生產(chǎn)線，由三臺(tái)牽伸機(jī)組成，分別由三臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。一輥電機(jī)功率22KW、4極，采用蝸桿減速器，速比為25：1；二輥電機(jī)功率37KW、4極，蝸桿減速器，速比16：1；三輥電機(jī)功率45KW，采用圓柱齒輪減速器，速比6：1。電機(jī)分別采用華為TD2000-22KW三墾IHF37K，45K變頻器驅(qū)動(dòng)。三臺(tái)變頻器根據(jù)牽伸比及速比采用比例控制。它的工作過程是這樣的：絲束繞在一輥、二輥、三輥上，由變頻器控制三輥之間不同的速度對(duì)絲束進(jìn)行牽伸。
開車調(diào)試時(shí)因牽伸比小，絲束總旦較低，系統(tǒng)開車正常。在投產(chǎn)一段時(shí)間后，由于工藝調(diào)整，增大了牽伸比及絲束總旦，（牽伸比由工藝決定，總旦通俗的說，就是絲束的粗細(xì)及根數(shù)多少，總旦越高，絲束越粗。牽伸倍數(shù)或總旦越大，三輥對(duì)二輥、一輥的拖力越大。）這時(shí)出現(xiàn)了問題。開車時(shí)間不長(zhǎng)，一輥?zhàn)冾l器頻繁顯示SC（過電壓防止），
二輥?zhàn)冾l器偶爾也有這種現(xiàn)象。時(shí)間稍長(zhǎng)，一輥?zhàn)冾l器保護(hù)停機(jī)，故障顯示E006（過電壓）。通過對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)的分析，得出以下結(jié)論：由于一輥與二輥之間的牽伸比占總牽伸倍數(shù)的70%，而二輥、三輥電機(jī)功率均大于一輥，因此一輥電機(jī)實(shí)際工作于發(fā)電狀態(tài)，它必須產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩，才能保證牽伸倍數(shù)。二輥則根據(jù)工藝狀況工作于電動(dòng)與制動(dòng)狀態(tài)之間，只有三輥為電動(dòng)狀態(tài)。
也就是說，一輥?zhàn)冾l器若不能將電機(jī)產(chǎn)生的再生能量處理掉，它就不能產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩，那么將會(huì)被二輥“拖跑”。被“拖跑”的主要原因在于變頻器為防止過電壓跳閘而采取的自動(dòng)提高輸出頻率的功能（即“SC”失速防止功能）。
變頻器為了降低再生能量，將會(huì)自動(dòng)增加電機(jī)轉(zhuǎn)速，試圖降低再生電壓，但是因再生能量過高，所以并不能阻止過電壓的發(fā)生。因此，問題的焦點(diǎn)是必須保證一輥、二輥電機(jī)具有足夠的制動(dòng)力矩。增加一輥、二輥電機(jī)及變頻器容量可以達(dá)到這個(gè)目的，但這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。而將一輥、二輥產(chǎn)生的過電壓及時(shí)處理掉，不讓變頻器的直流電壓升高，也能夠提供足夠的制動(dòng)力矩。
由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到這點(diǎn)，采用共用直流母線吸收型或能量回饋型的方法已不可能。經(jīng)仔細(xì)論證，只有采用將一輥、二輥?zhàn)冾l器各增加一組外接制動(dòng)單元的方案。經(jīng)計(jì)算選用了兩組華為TDB-4C01-0300制動(dòng)組件。開車后兩組制動(dòng)單元電阻尤其是一輥制動(dòng)阻工作頻率非常之高，說明我們的分析是正確的。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行近一年，再也沒有發(fā)生過過電壓現(xiàn)象。
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