图3-20 IGBT供电回路串接限流灯泡示意图
图3-21 IGBT供电回路串接限流灯泡示意图二
需要说明的是,用灯泡、熔断器串入IGBT逆变电路的供电回路,是为了起到限流保护作用,确保检修过程中IGBT功率模块的安全。如果手头一时无灯泡、熔断器等元件,则采用电阻限流,也是可以的,现场检修中,利用手头的条件,尽可能地采用限流措施,避免IGBT的损坏。
在原供电模式(未采取限流措施)下,严禁用万用表的表笔直接测量IGBT的栅极、发射极之间的脉冲电压,也不允许直接测量前级驱动电路,以防引入干扰信号,使IGBT误开通,对DC550V直流供电电源形成短路,而炸毁IGBT。逆变电路的低压直流供电示意图如图3-22所示,解除原供电电源,另行引入由仪用DC24V开关电源以后,因电源本身的自限流特性,可以直接测量IGBT输入端的脉冲电压或前级驱动电路的输出信号,而不会造成IGBT的损坏。
图3-22 逆变电路的低压直流供电示意图
(3)逆变电路输出电压的测量方法。
1)用指针式万用表的500V交流电压挡测量输出电压。
变频器输出的三相电压,虽然基频一般在0~50Hz,但其载波信号的频率一般为数千赫兹至20kHz,谐振波分量较大,用一般数字万用表的AC750V交流电压挡测量其输出电压,因数字万用表的高输入阻抗和内部整流滤波电路对信号的“峰值保持”作用,往往显示超电压量程,甚至有可能损坏万用表。
质量优良、价格较贵的数字万用表,有的可以测出变频器的输出电压。
建议维修者使用指针式万用表的AC500V挡测量变频器的输出电压,因内部电路的低阻抗和整流特性,可以近似准确地测得输出电压值,提供较为准确的检测判断。
2)用指针式万用表的500V直流电压挡测量输出电压。
万用表已经有了交流电压挡,为何非得采用非常规方式,用直流挡来测量交流输出电压呢?有什么作用呢?
我们知道,所谓交流电其实是由正、负各半波的直流电所构成,可以理解为“分段直流”或“瞬时直流”,其中含有隐藏着的直流成分,因而用整流电路可以从交流电中“取出”直流电。正常状态下的交流电,正、负半波依次出现,且电压幅值相等,如果是异常状态下,如丢失掉一个半波,则变为直流电。用万用表加果检测出变频器交流输出的直流成分,则说明变频器的逆变输出电路,已经处于“失常”状态。这就是用直流电压挡测量其交流输出电压的意义所在。
其实用直流电压挡来测量交流输出电压,是一个有悖常规的非常之举,并非是要得出交流电压的准确值,而只是为了便于判断所测交流输出是处于正常或失常状态——交流电压是否变为了直流电压。当交流输出为正常状态时,正、负半波电压对表针偏转(线圈/磁场)系统形成的两个电磁偏转力相等,方向相反而力矩相等,互为抵消,在低频率值下,能看到表针的来回抖动,较高频率下(20Hz以上)则表针固定于OV指示的位置。也就是说,正常输出情况下,无论所测交流电压的幅值有多高,但直流电压表表针的位置总是能“稳”在0V的位置上,不可能测到直流电压的指示值。
一旦变频器的逆变电压处于故障状态,每相输出电压的正、负半波不对称或只有半波电压输出,则输出交流电压“变质”为直流电,直流电压表便有了电压值的指示,若电压幅值在500V左右,说明该相只有半波电压输出;若电压幅值在100~400V,说明逆变电路的某只IGBT导通“不充分”,导致三相交流电压输出不平衡。