跟我学修变频器——维修论

lqdz

二、工控电路板电容损坏的故障特点及维修
电容损坏引发的故障在电子设备中是最高的，其中尤其以电解电容的损坏最为常见。
电容损坏表现为：1.容量变小；2.完全失去容量；3.漏电；4.短路。
电容在电路中所起的作用不同，引起的故障也各有特点。在工控电路板中，数字电路占绝大多数，电容多用做电源滤波，用做信号耦合和振荡电路的电容较少。用在开关电源中的电解电容如果损坏，则开关电源可能不起振，没有电压输出；或者输出电压滤波不好，电路因电压不稳而发生逻辑混乱，表现为机器工作时好时坏或开不了机，如果电容并在数字电路的电源正负极之间，故障表现同上。这在电脑主板上表现尤其明显，很多电脑用了几年就出现有时开不了机，有时又可以开机的现象，打开机箱，往往可以看见有电解电容鼓包的现象，如果将电容拆下来量一下容量，发现比实际值要低很多。
电容的寿命与环境温度直接有关，环境温度越高，电容寿命越短。这个规律不但适用电解电容，也适用其它电容。所以在寻找故障电容时应重点检查和热源靠得比较近的电容，如散热片旁及大功率元器件旁的电容，离其越近，损坏的可能性就越大。曾经修过一台X光探伤仪的电源，用户反映有烟从电源里冒出来，拆开机箱后发现有一只1000uF/350V的大电容有油质一样的东西流出来，拆下来一量容量只有几十uF，还发现只有这只电容与整流桥的散热片离得最近，其它离得远的就完好无损，容量正常。另外有瓷片电容出现短路的情况，也发现电容离发热部件比较近。所以在检修查找时应有所侧重。
有些电容漏电比较严重，用手指触摸时甚至会烫手，这种电容必须更换。
在检修时好时坏的故障时，排除了接触不良的可能性以外，一般大部分就是电容损坏引起的故障了。所以在碰到此类故障时，可以将电容重点检查一下，换掉电容后往往令人惊喜（当然也要注意电容的品质，要选择好一点的牌子，如红宝石、黑金刚之类）。

lqdz

三、电阻损坏的特点与判别
        常看见许多初学者在检修电路时在电阻上折腾，又是拆又是焊的，其实修得多了，你只要了解了电阻的损坏特点，就不必大费周章。
        电阻是电器设备中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见，阻值变大较少见，阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。前两种电阻应用最广，其损坏的特点一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的损坏率较高，中间阻值（如几百欧到几十千欧）的极少损坏；二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑，很容易发现，而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流，阻值不大。圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹，有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种，烧坏时可能会断裂，否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮，有的也没有什么痕迹，但绝不会烧焦发黑。根据以上特点，在检查电阻时可有所侧重，快速找出损坏的电阻。
         根据以上列出的特点，我们先可以观察一下电路板上低阻值电阻有没有烧黑的痕迹，再根据电阻损坏时绝大多数开路或阻值变大以及高阻值电阻容易损坏的特点，我们就可以用万用表在电路板上先直接量高阻值的电阻两端的阻值，如果量得阻值比标称阻值大，则这个电阻肯定损坏（要注意等阻值显示稳定后才下结论，因为电路中有可能并联电容元件，有一个充放电过程），如果量得阻值比标称阻值小，则一般不用理会它。这样在电路板上每一个电阻都量一遍，即使“错杀”一千，也不会放过一个了。
四、运算放大器的好坏判别方法
        运算放大器好坏的判别对相当多的电子维修者有一定的难度，不只文化程度的关系（手下有许多本科生，不教的话肯定不会，教了也要好久才领会，还有个专门跟导师学变频控制的研究生，居然也是如此！），在此与大家共同探讨一下，希望对大家有所帮助。
理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性，这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈）下工作。如果没有负反馈，开环放大下的运放成为一个比较器。如果要判断器件的好坏，先应分清楚器件在电路中是做放大器用还是做比较器用。
        从图上我们可以看出，不论是何类型的放大器，都有一个反馈电阻Rf,则我们在维修时可从电路上检查这个反馈电阻，用万用表检查输出端和反向输入端之间的阻值，如果大的离谱，如几MΩ以上，则我们大概可以肯定器件是做比较器用，如果此阻值较小0Ω至几十kΩ，则再查查有无电阻接在输出端和反向输入端之间，有的话定是做放大器用。
根据放大器虚短的原理，就是说如果这个运算放大器工作正常的话，其同向输入端和反向输入端电压必然相等，即使有差别也是mv级的，当然在某些高输入阻抗电路中，万用表的内阻会对电压测试有点影响，但一般也不会超过0.2V，如果有0.5V以上的差别，则放大器必坏无疑！（我是用的FLUKE179万用表)
如果器件是做比较器用，则允许同向输入端和反向输入端不等，
同向电压>反向电压，则输出电压接近正的最大值；
同向电压<反向电压，则输出电压接近0V或负的最大值（视乎双电源或单电源）。
如果检测到电压不符合这个规则，则器件必坏无疑！
这样你不必使用代换法，不必拆下电路板上的芯片就可以判断运算放大器的好坏了。

五、万用表测试SMT元件的一个小窍门
        有些贴片元件非常细小，用普通万用表表笔测试检修时很不方便，一是容易造成短路，二是对涂有绝缘涂层的电路板不便接触到元件管脚的金属部分。这里告诉大家一个简便方法，会给检测带来不少方便。
　　取两枚最小号的缝衣针，（深度工控维修技术专栏）将之与万用表笔靠紧，然后取一根多股电缆里的细铜线，用细铜线将表笔和缝衣针绑在一起，再用焊锡焊牢。这样用带有细小针尖的表笔去测那些SMT元件的时候就再无短路之虞，而且针尖可以刺破绝缘涂层，直捣关键部位，再也不必费神去刮那些膜膜了。
六、电路板公共电源短路故障的检修方法

电路板维修中，如果碰到公共电源短路的故障往往头大，因为很多器件都共用同一电源，每一个用此电源的器件都有短路的嫌疑，如果板上元件不多，采用“锄大地”的方式终归可以找到短路点，如果元件太多，“锄大地”能不能锄到状况就要靠运气了。在此推荐一比较管用的方法，采用此法，事半功倍，往往能很快找到故障点。

要有一个电压电流皆可调的电源，电压0-30V，电流0-3A，此电源不贵，300元左右。将开路电压调到器件电源电压水平，先将电流调至最小，将此电压加在电路的电源电压点如74系列芯片的5V和0V端，视乎短路程度，慢慢将电流增大，用手摸器件，当摸到某个器件发热明显，这个往往就是损坏的元件，可将之取下进一步测量确认。当然操作时电压一定不能超过器件的工作电压，并且不能接反，否则会烧坏其它好的器件。
七、一块小橡皮，解决大问题

工业控制用到的板卡越来越多，很多板卡采用金手指插入插槽的方式.由于工业现场环境恶劣，多尘、潮湿、多腐蚀气体的环境易使板卡产生接触不良故障，很多朋友可能通过更换板卡的方式解决了问题，但购买板卡的费用非常可观，尤其某些进口设备的板卡。其实大家不妨使用橡皮擦在金手指上反复擦几下，将金手指上的污物清理干净后，再试机，没准就解决了问题！方法简单又实用。


八、时好时坏电气故障的分析

各种时好时坏电气故障从概率大小来讲大概包括以下几种情况：
1.接触不良
板卡与插槽接触不良、缆线内部折断时通时不通、线插头及接线端子接触不好、元器件虚焊等皆属此类；
2.信号受干扰
对数字电路而言，在特定的情况条件下，故障才会呈现，有可能确实是干扰太大影响了控制系统使其出错，也有电路板个别元件参数或整体表现参数出现了变化，使抗干扰能力趋向临界点，从而出现故障；
3.元器件热稳定性不好
从大量的维修实践来看，其中首推电解电容的热稳定性不好，其次是其它电容、三极管、二极管、IC、电阻等；
4.电路板上有湿气、积尘等。湿气和积尘会导电，具有电阻效应，而且在热胀冷缩的过程中阻值还会变化，这个电阻值会同其它元件有并联效果，这个效果比较强时就会改变电路参数，使故障发生；
5.软件也是考虑因素之一
电路中许多参数使用软件来调整，某些参数的裕量调得太低，处于临界范围，当机器运行工况符合软件判定故障的理由时，那么报警就会出现。

lqdz

九、怎样快速查找元器件资料?

现代的电子产品五花八门，元器件种类日益繁多，何止万千，在电路维修中，尤其工业电路板维修领域，许多元器件乃见所未见，甚或闻所未闻，另外即使某款板子手头的元器件的资料齐全，但要在电脑里将这些资料一一翻阅分析，倘没有一个快捷查寻之法，则维修效率就要大打折扣，工业电子维修领域，效率就是金钱，跟效率过不去就是跟口袋的钞票过不去。
我们该当庆幸生在这个伟大的时代，互联网的弗远无界，令世界每一处角落似乎都伸手可及，免费的资讯无处不在，人人尽可伸手，无甚欢迎。
首先推荐一个网站http://www.alldatasheet.com,想查什么元件都可以，芯片、晶体管、继电器，甚至LED，无所不包。为了以后查找方便，每一次下载一份datasheet后,可将它们存在一个固定的文件夹里。注意事项：注意左上边下拉选择框的included/start with/end/match,合理选择有助于你更快找到你要的东东，当按下search 得到结果后，还要注意右边芯片厂商的logo，要选择与芯片上标注一致的厂家，因为某些芯片特别是日系芯片，上面的标注并不完整，有许多雷同的关键字，此时要结合芯片的实际封装和厂商搜索才行。例如7805关键字对应的搜索结果，器件可能是三端稳压器，也可能是ADC芯片。某个简单的关键字搜出一大堆器件却未必能找到你想要的。此网站甚好，器件比较齐全，搜索不用注册登录，缺点是国外的服务器，有时速度未必尽如人意，另外某些偏门的元器件资料亦不可寻到。
国内的网站－－-盛明零件网http://www.icminer.com下载资料似乎更快，种类也更齐全，甚至元器件厂家不大公开的一些资料也被扫描做成pdf文档资料，当你寻遍其它网站一无所获后，在这个网站试试可能就有惊喜，唯一的不便就是要注册，每次登录后才可下载。
其它几个网站也不错：
http://www.21icsearch.com
http://datasheet.ednchina.com
http://cn.datasheet.in/
http://datasheet.eeworld.com.cn/
常见的资料一般搜起来也是没有问题的。
小贴片元件只打代码，一个代码对应相应型号的元件，要查找贴片元件代码，这个网站是不二之选：淘金Mark论坛http://bbs.taojinc.com 某些查不到的还可以到论坛发贴求助，这对我等维修人员来说真是太有价值了。
好，资料找到了，假设一个板上有下列元件：LM337 TL084 74HC00 IRF540 … 而你的电脑全部存有这些器件的DATASHEET，你还记得放在哪个文件夹里么？那么多元件资料你又能很快找得到么？什么？你还在用微软的文件搜索功能？哎！这样的话你已经严重落后于时代了！google的桌面搜索软件早就出来了为什么不用？赶快装一个吧！一口气从你的电脑里找10个元件的datasheet也只要1分钟！看，在桌面的搜索栏里输入你要搜的元件关键字，不管是排在前还是排在后，不管是在标题里还是在文件内容里，统统给你搜出来，你只要移动鼠标确认即可！不过你的电脑要是存有珍藏A片或养眼美女可就要小心了，想想被太太无意搜出来，耳朵会不会偏离正常位置就是了呵呵！

武胜九阳

sbkkan 发表于 2011-5-14 10:42

                               
登录/注册后可看大图

斑竹是费尽心机想传播知识，无奈这里是家电维修为主的技术人员，我想很少有人接触变频器，所以这里非常的冷 ...

很好，我也很想学，不过CPU控制电路都不一样，论坛上也少。还好有你这样的热心人。

lqdz

变频器维修检测常用方法：

在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。
　　一、静态测试
　　1、测试整流电路
　　 找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑
　　 表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P
　　 端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复
　　 以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值
　　 三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥
　　 故障或起动电阻出现故障。
　　2、测试逆变电路
　　 将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基
　　 本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则
　　 可确定逆变模块故障
　　二、动态测试
　　 在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意
　　 以下几点:
　　1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机
　　 （炸电容、压敏电阻、模块等）。
　　2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器
　　 出现故障,严重时会出现炸机等情况。
　　3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
　　4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下
　　 启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模
　　 块或驱动板等有故障
　　5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载
　　 测试。
　　三、故障判断
　　1、整流模块损坏
　　 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现
　　 场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染
　　 的设备等。
　　2、逆变模块损坏
　　 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波
　　 形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连
　　 接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。
　　3、上电无显示
　　 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻
　　 损坏，也有可能是面板损坏。
　　4、上电后显示过电压或欠电压
　　 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，
　　 更换损坏的器件。
　　5、上电后显示过电流或接地短路
　　 一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。
　　6、启动显示过电流
　　 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。
　　7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流
　　 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起。

lqdz

变频器常见的十大故障现象和故障分析:
1过流（OC）
过流是变频器报警最为频繁的现象。
1.1现象
    (1) 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。
    (2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。
    (3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。
1.2 实例
    (1) 一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”
    分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。
    (2) 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。
    分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。            
二、 过压（OU）
    过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。
    (1) 实例
    一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。
     分析与维修:在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管(ET191)时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。
三、欠压（Uu）
    欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。
3.1 举例
    (1) 一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。
分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。
    (2) 一台DANFOSS VLT5004变频器 ，上电显示正常，但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。
分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。
四、过热（OH）
    过热也是一种比较常见的故障，主要原因:周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。
举例
    一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。
分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。
五、输出不平衡
    输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。
5.1举例
    一台富士 G9S 11KW变频器，输出电压相差100V左右。
分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。
六、过载
    过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。
七、开关电源损坏
    这是众多变频器最常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出，同时UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。
八、SC故障
    SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障报警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流，电压不平衡，有频率显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。
九、GF—接地故障
    接地故障也是平时会碰到的故障，在排除电机接地存在问题的原因外，最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因数的影响，工作点很容易发生飘移，导致GF报警。
十、限流运行
    在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作，电压(频率)首先要降下来，直到电流下降到允许的范围，一旦电流低于允许值，电压(频率)会再次上升，从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制，在不超过预定限流值的情况下寻找工作点，并控制电机平稳地运行在工作点，并将警告信号反馈客户，依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。

---------

lqdz

变频器电路常用IC引脚功能图.rar (386.28 KB, 下载次数: 597)

2011-8-14 22:52 上传

点击文件名下载附件

979760947

金玉良言

sbkkan

lqdz 发表于 2011-8-14 22:52

                               
登录/注册后可看大图

这东西对于维修是非常有用的。
斑竹大力推广变频器维修是好事，维修变频器是不错啊，一般一台变频器都能赚到1000以上，但是修变频器没有现成的图纸供参考，完全需要维修人员自己要有丰富的经验和深厚的功底，才能在短时间内判断出故障所在，如果靠点三脚猫功夫，那有可能会造成故障范围的扩大，如果这样修过修不好的变频器再送到会修的那儿，那么第二个人是哼哼。。。。。。，那是要做亏本生意的。

min6114362

sbkkan 发表于 2011-8-15 13:10

                               
登录/注册后可看大图

这东西对于维修是非常有用的。
斑竹大力推广变频器维修是好事，维修变频器是不错啊，一般一台变频器都能 ...

说的对
所以说在加强理论学习的同时也要多多实践。。。