施耐德變頻器ATV610D15N4維修快來看
施耐德變頻器維修實例祥解線路原理分析：1.主回路施耐德A T V3 1 H系器品種比擬多，下邊從AT V3 1和A T V5 8這兩款變頻器入手，引導學習施耐德變頻器維 修技巧。一、A TV3 1變頻列通用變頻器采用的是交-直-交電壓型變頻方式，其主回路包括整流線路、濾涉及 儲能線路、能耗制動、直-交逆變由以下幾個局部組成其原理圖見圖1整流局部三相整流局部由六只整流管組成整流橋，將電源的交流電全波整流成直流，如果電源的電壓為Ui ,那么全 波整流后平均直流電壓Ud的大小為：U d= 1.3 5 x U i三相電源的線電壓為380V ,那么全波整流后的平均電壓為Ud=1. 35 XUi= 1.35 X3 8 0 = 5 13 V由于施耐德ATV31H系列整流器均在模塊內部，損壞后只能整體更換。整流器的好壞可以用萬用表電阻擋 測量。濾波局部電容C1和C2是將整流后的脈動直流電濾平電壓紋波并儲能。變頻器功率越大所配備的電容容量越大。施 耐德ATV31變頻器的局部型號電容配置見下表：變頻器型號變頻器功率電容容量以F電容數量只總容量從FATV31H075N4A0.75KW3902780ATV31HU15N4A1.5KW55021100ATV31HU22N4A2.2KW55021100ATV31HU55N4A5.5KW39083120ATV31HU75N4A7.5KW55084400有如下情況時， 要檢查電容是否損壞：當容量下降到80%時就要更換電容。使用四年以上的變頻器要檢查容量是否下降。濾波前的整流橋損壞后，有交流電直接進入了電容器，要檢查電容器有沒有損壞。分壓電阻損壞后， 由于分壓不均，要檢查電容器有沒有損壞。外包絕緣損壞后，要檢查電容器有沒有損壞。由于在變頻器合上電的瞬間，濾波電容器的充電電流很大，易損壞整流器。為了保護整流器，在電路中串 接了R1 A和R1 B,以限制電容器的沖電電流，當電容器上充電電壓到達一定程度時，繼電器RY1吸合，繼 電器觸點接通短接R1。制動局部由于異步電動機在再生制動減速過程中，再生能量存儲于濾波電路的電容器中，使直流母線的電壓上升，為了釋放制動能量在模塊中使用了一只IGBT管。通過控制IG B T管的導通程度可以設置制動時間，由于 設備的需要，電機必須在規定的時間內停車，施耐德A T V31系列設置了直流注入停車。此功能可以通過 菜單設定。逆變局部逆變局部采用六只(或6 X n只，5. 5KW n = 2,7.5KWn = 3,n根據功率大小決定)IGBT管和續流二極管組成， 由上橋推動和下橋推動線路控制六只IG B T管的開關順序和導通時間，將濾波后的直流電轉換成頻率和電 壓都可以變化的交流電。輸出頻率和輸出 電壓的調節均由逆變器按PWM(PulseWidthModulation)方式來 完成。施耐德ATV31系列變頻器局部型號使用模塊一覽表：變頻器型號IGBT模塊型號模塊生產廠家ATV31H075N4AFP10R12YT3Infineon英E凌、eupec優 派克ATV31HU15N4AFP15R12YT3Infineon英E凌、eupec優派克ATV31HU22N4AFP15R12YT3Infineon英E凌、eupec優派克ATV31HU55N4ASkiip 31NAB125T12SEMIKRON德國西門康ATV31HU75N4ASkiip 32NAB125T12SEMIKRON德國西門康2.控制回路控制回路主要包括D SP C PU 、 檢測傳感電路、 電壓/電流檢測電路控制信號的輸入輸出電路、IGB T上下橋驅動電路、 各種保護電路、 開關電源。
開關電源注：為5. 5 K W /7 . 5 KW電源施耐德變頻器的輔助電源采用開關電源，具有體積小、功耗低、效率高等優點。電源輸入為主回路直流母 線電壓約513V。通過脈沖變壓器的隔離變換和變壓器副邊的整流濾波可以得到多路直流電壓輸出。其中+ 12V、-12V、+5V共地，+12V采用TA78M12S三端穩壓集成電路，-12V采用TA7 912S穩壓，+5V采用M J N 72 23 DL1 -50穩壓。電源震蕩采用FA 13842 F, 12V給傳感器、運放等電路供電，+5V給DSP以及數 字電路供電。相互隔離的四路+18 V給IGBT模塊的上下橋驅動供電。下列圖為本人實測的5.5KW7.5KW開關電源圖圖2 。需要注意的是當FA13842F損壞時，使用UC3 842不能代換。施耐德ATV31系列變 頻器開關電源可靠性較高，在已經維修的上百臺中，只有一臺開關電源損壞。圖2DSP(數字信號處理器)施耐德ATV31H系列變頻器采用的DSP為日立公司的80腳的HD6 4F2 612(0. 75KW3KW)和HD64F2 618(5. 5KW7.5KW),主要完成電壓、電流、溫度采樣、六路PWM輸出，各種故障報警輸入輸出， 電壓電流頻率設定信號輸入等。電機控制算法的運算等功能。IG B T的上下橋驅動0. 75KW2. 2KW變頻器上下橋原理圖見圖3。上橋的PWM信號分別從DSP的23、30、32腳輸出到IC 10 2 ( T C7 W1 4 F U )反相整形以及陽抗變換匹酮，再從IC1 0 2輸出至U PC1、P C2、P C3光耦對信號隔離放大，ZD1 11、ZD1 2 1、ZD1 31為18 V穩壓管，皋PC1、PC2、P C3的輸由保護，D1 13、D1 23、D1 33、D1 11、D1 2 1、D1 32(A6)、ZD112、ZD122、ZD132(16V穩壓管)組成IG BT的上橋輸入保護線路。0. 75K W和1. 5 KW的D SP以及軟件都相同，線路全部相同只是橋驅動局部有局部元件的參數不同?，F將0. 75 KW和1. 5KW的元器件不同的參數列表如下：元件位置號0.75KW1.5KWR21、R22、R2375m R1127、R137 R173221 (220Q)121 (120Q)R112、R123 R132221 (220Q)121 (220Q)IGBTFP10R12YT3FP15R12YT3C1A C2A390 F/420V550 F/420V根據上表只要將0. 75K W的變頻器按1. 5K W的變頻器的參數進行修改，0. 75K W就可以成為1.5KW變頻器 根據上表改制了幾臺使用效果良好。下橋的PW M信號從DSP輸出至V I C1 01(T D62930F )的4、5、6腳，進行隔離放大。從IC101的9、1 0、12、1 3、15、16腳輸 出通過Z D 1 42、Z D 1 52、ZD 162(1 6V穩壓管)、D442、D452、D 46 2(A 6)組成 的保護 線路輸 入到模塊的IGBT下橋。5. 5K W/7 .5 KW的上下橋驅動線路見圖4。從DSP輸出的PW M信號分別送到IC 1 02( SN 7 4 HC1 4 A N S R )的9、13、3、11、1、5腳，其中9、13、3腳為上橋驅動信號，11、1、5腳為下橋驅動信號。經過 六反相器整形放大后分別從8、12、4腳輸出上橋信號，從10、2、6腳輸出下橋驅動信號。分別 送至U PC1、PC2、PC3 ( HC NW3 120)和PC4、PC5、PC6 (H CPL-3120)光耦隔離輸出。再經過由D1 1 2、D1 2 2、D1 32 (A6)ZD1 71、Z D1 72、ZD1 7 3 (1 5V穩壓管)、D1 42、D152、D1 6 2 (A 6 )組成的保護線路分別 送到IG BT模塊的上下橋。5. 5KW和7.5KW的變頻器軟件相同，線路相同。只有模塊和儲能電容參數不同，5. 5KW的模塊型號為：Skiip31NAB125T12,電容為：390訐/4 20V X 8只、7.5KW的 模塊型號為：Skiip32NAB125T12,電容為：5 50訐/4 2 0 V X8只。施耐德ATV31系列變頻器常見故障實例分析IN F故障報警機器型號：ATV31 H全系列故障現象：由于氣候潮濕，變頻器又在高溫、高濕、飛絨多的環境中使用，使用三年以上的施耐德變頻器 有近80%的都會出現此報警，當出現此類故障報警后，面板按鍵不起作用。故障原因： 施耐德ATV31H系列變頻器使用 了薄膜面板，當顯示1NF故障時，薄膜按鍵都不起作用。我 們從顯示板上拔出薄膜插線，用萬用表測量可以知道第二根線與第七根線已經斷路。薄膜無法修復。維修方法： 從市場購置，薄膜面板每根60元。 由于損壞量大，從節約角度出發，不更換薄膜。我們找到 顯示板上的CN11插座從PCB面用導線直接將2腳與7腳連接，故障消失。
O L F故障報警機器型號：A TV31 H U2 2 N 4/2. 2 KW變頻器故障現象：機器運轉一段時間后停機保護，面板顯示OLF。查閱廠家手冊是，變頻器溫度太高。維修方法：經過觀察是24V的風扇不轉，檢查24V電壓正常，更換后機器恢復正常。O L F故障報警機器型號：ATV31HU2 2N4/2. 2KW變頻器故障現象：機器運轉一段時間后停機保護，面板顯示“ O L FhttD：/維修方法：經過觀察24V風扇不轉，檢查風扇端口無24V o實繪原理圖見圖5 o風扇的控制信號來自DSP的79腳，經過PC81 (TL P721 F)光耦來控制Q81(RSK )的導通風扇插座+24V輸出。用萬用表檢查+24V電源 電壓正常，檢查Q81的基極控制電壓正常。測量Q81(RKS)損壞。經查貼片元件手冊得知RKS的型號為BFP194。極性為PNP ,封裝為SOT 23。主 要參數為：Ic=100mA、Ib=10mA、Uceo= 15V、Ucbo = 20V、Uebo = 3V。 由于無法購置到原件，試用9012代換，機器正常，9012的溫升正常。無顯示機器型號：AT V3 1 H U 75N 4/7. 5K W變頻器故障現象：面板無顯示，控制端口無+ 1 0V、+24 VNI修方法：開關電源實測原理圖見圖6。檢測線路時R68有明顯燒焦的痕跡，查Q1(K1317)已經擊穿，R70A、D23、R70B、I C1 4損壞。經更換元件后，機器恢復正常。特別需要注意的是UC3842不能直接代換FA 13842N。 分析該機損壞原因是板面的毛衣太多，加之濕度太大引起高壓擊穿。無顯示機器型號：ATV3 1HU55N4/5. 5KW變頻器故障現象：面板無顯示，控制端口無+ 1 0V、+ 24 V維修方法：拆開線路板后，有明顯的焦味，目測D1 6已經燒焦。風扇線路原理圖見圖7用萬用表測量C3 5兩端短路，當檢查到C83(1UF)貼片電容時，電容短路。更換后故障排除。無顯示機器型號：ATV31HU2 2N4/2. 2KW變頻器故障現象： 面板無顯示，控制端口無+10V、+24V。 維修方法：拆開線路板后，有明顯的焦味，目測D16已經燒焦。更換D16 ( F65J),未插24V風扇，機器 正常。插上風扇后，顯示正常，但啟動電動機后，風扇開始運轉，有明顯的焦味，接著顯示消失。翻開線 路板后，發現D16(F6 5J)又燒毀，疑心D16電流太小。更換大電流二極管，通電試機，還是燒毀D16。根 據圖5檢查外圍線路正常，考慮風扇是否電流過大，改用0.1A/24V的風扇(原是0.24A /24V的風扇)， 接通線路后還是燒毀D16,維修陷入絕境。后來考慮到風扇不運轉時+24 V正常，風扇運轉后立即燒壞D16,也就是D16不能帶負載。疑心開關電源的震蕩頻率是否升高，檢查開關線路的震蕩貼片電容，當查到C26時(見圖6),發現沒有容量，用2 20 0P的電容更換后機器恢復正常。 TW,long i, c OBrc顯示機器型號：ATV3 1HU55N4/5. 5KW變頻器故障現象：面板無顯示，控制端口無+ 1 0V、+24V。維修方法： 翻開線路板， 發現IGBT模塊有明顯的擊穿痕跡， 拆開模塊可以看到模塊內的三相橋已經損壞， 模塊的型號是西門康公司產的Skiip31NAB125T12?？紤]到模塊價格高且很難購置，平時在維修國產變頻 器經?？吹接脙芍粯蚨汛嫒鄻?。就到市場上購置了兩只35 A /1 200 V的單相橋堆，在外殼的鋁板上打兩 個孔固定好橋堆。橋堆的接線樁頭一定要用熱縮管包裹好(以防觸電)，將接線接入線路板，通電后機器 正常，所改裝的變頻器一直使用到現在。用此方法共修復了六臺5. 5K W和7. 5 K W變頻器。大大降低了維 修本錢。無顯示機器型號：AT V3 1 H U 22N 4/2. 2K W變頻器故障現象：面板無顯示，控制端口無+ 1 0V、+24V。維修方法：翻開線路板，發現模塊(FP15R12YT 3)已經明顯擊穿，根據圖3,檢查模塊外圍線路發現ZD142、Z D 1 52( 16V穩壓管)、D143、D 153(A 6)、R127、R137(120 Q )已經損壞，更換上述元件后，通電有顯示，但 顯示故障代碼“SCF ,查手冊得知是電動機短路。電動機還未接入變頻器，考慮到R127、R1 37的損壞， 更換了下橋驅動集成電路I C1 01(原型號為TD62930F,替換型號為TD62930FG ),通電機器正常。無顯示機器型號：AT V3 1 H U 75N 4/7. 5K W變頻器故障現象：面板無顯示，控制端口無+ 1 0V、+24V。維修方法：翻開線路板，發現模塊(Skiip32NAB12 5T12)I G BT管已經損壞兩組，根據圖4查模塊外圍元 件，發現ZD171、Z D 172( 1 5V穩壓管)、D112、D122(A6)、R1 11 (5120、Q )、PC1 (H CN W3 1 20)損壞，更換上述元件后，
通電顯示正常，但顯示故障代碼“ SCF o 考慮到光耦 PC1(HCNW312 0)的損壞，更換I C 102(SN 74H C14A N SR)后，故障排除。(10)IN F故障報警機器型號：AT V3 1 H 075N4/0. 75K W變頻器維修方法：面板按鍵不起作用，短接CN11的2和7腳后，故障依舊。更換顯示板和薄膜面板后，故障未 排除，試更換存儲器I C 3 ( M 9 3 C7 6M N 3T )后，故障排除。(11)CFF故障報警機器型號：AT V3 1 H U 30N 4A/3K W變頻器維修方法：查廠家安裝編程手冊為配置故障，進入菜單調整相關參數和恢復出廠設置，均未能排除。更換IC3 ( F93C76 )存儲器后，故障排除。(12)CRF報警機器型號：ATV3 1HU22N4A/2. 2KW變頻器維修方法：使用三年以上的變頻器，此種報警較多。正常只要把機器電源多開關幾次，一般此故障報警能 夠消失。查廠家安裝編程手冊為：“電容器負載電路有故障，廠家分析可能原因為：“負載繼電器控制 故障或充電電阻損壞。本例故障是采用屢次開關電源后報警故障未能恢復正常，拆開機器檢查充電電阻R1 A、R1 B(39 Q /7W)正常，查分壓電阻R11、R1 2(1 00K/7W)正常，測C 1 A、C2A (550F/420V)容量正常。 發現電容器線路板外表氧化嚴重積灰較多，清理外表氧化層和積灰，并用絕緣清漆處理板面后裝機試機故 障排除。二、施耐德ATV5 8 22K W變頻器的電源板維修經驗同行快遞過來一塊施耐德A T V5 8 22K W變頻器的電源板。初步檢查電路板有多處拆焊痕跡，電源管S2 00 0AF已換為B U 508 ,而電源ICINTC0011 07已不見蹤影。第一步：清理電路板：重新對焊接過的元器件進行補焊等工作并檢查是否有損壞元器件，發現一型號為I RFU1 20的場效應管損壞，將其拆下，同時拆下電源管BU5 08。第二步：試驗變壓器：用常見的“電視機電源代換模塊直流300V的，而本電路板供電為直流540V供電接入電路并用直流300V給其供電，經過檢驗證實變壓器完好。在用電源模塊試機的時候，剛一通 電發現電路板下冒煙我把焊盤面朝上放置的，這樣方便測量相關電路電壓。趕緊斷電檢查并沒有發現 有燒黑的跡象，用手摸各元器件也無過熱的情況。卻發現一型號為P6K E 2 50CA的二極管掉落在維修臺上 因整塊電路板有厚達1mm多的保護膠膜覆蓋著，是同行前期修理時沒有先行挖出引腳，可能是嫌要 去除焊盤上的膠膜太麻煩，直接從電路板上方剪斷引腳測量，測量后發現“沒問題后重又焊接上。我在用“電源模塊試驗變壓器時，巧遇到了同行和我用萬用表都沒有在“第一時間檢測到已 損壞的二極管P6 KE 2 50 CA。查看它的參數是為2 50V雙向快速恢復穩壓二極管。用晶體管直流參 數測試表測試該二極管時發現“穩壓值僅為50V左右。我用這種獨特的修機方法“完善了用 萬用表檢測元器件某些性能不全面時的局限性。對該二極管的誤判是一個典型的“萬用表誤判 實例。第三步：裝新電源IC的前期工作：在通過第二步證明變壓器完好后如有異常應先行找到代換的 或是手工繞制線圈修復變壓器后進行。因沒有IRFU120的管子，用常見的且參數相近的IRF630代替。也因沒有P6KE 2 50 CA更換，用代換管裝上。換用直流54 0V給電路板供電后所測出的IN TC00 1 1 07的焊盤各腳電壓如表1所示www iotiEi. 廣矣容滂機電科技有RE公司0?03720416.表一的峰卷電匠匍電沸：E新工作后的電匝葉比項應jv洲裙L N 3 q , T 89 LG 1112 IS .11田盤電IM 5.60 C0 J. 3 fi.SiA t .10找施耐德變頻器開關電源IC電壓值 因沒有INTC001107的資料，而且難以從電路板上看出哪個引腳為供電端電源腳一般會并聯有較大容量 電容和接在變壓器反應繞組整流二極管的正端。但從所測出的電壓值看它的供電或是啟動腳應該是12腳或是14腳。這是電壓大體上正常的情況，如果焊盤腳上有較高的對地電位那么應檢查它能提供多大的對地電流， 如果電流只有幾毫安到十幾毫安的話大可放心。如果說電流到達幾十毫安甚至更高的話那么應查出 原因前方可焊裝電源IC,否那么因故障未完全排除而使電源工作異常，甚至有可能再次燒壞電源IC或是電源管等相關元器件 特別提醒的是：如果沒有撤除并聯在其上的電容的話，其“放電電流可 能引起誤判甚至燒表。第四步：檢查電源IC的工作情況：裝上INTC001107 ,因不知哪個腳為輸出，且電路板上有膠膜覆蓋，故 用指針表直流10V檔直接測量電源管G-E焊盤電壓，測量有3-5 V的波動直流電壓，說明電源IC已工作 并輸出驅動電壓。第五步：裝上電源管S2 000AF試機：上電后變壓器有低頻叫聲且測量電源次級輸出電壓僅為正常值的1/3左右。
此時陷入迷茫是INTC001107性能不良？是IRFU120用IRF 630代換不成功？還是電路中另有隱 蔽性故障？再次仔細查看電路板并認真分析后認為同行前期修理時用普通帶引線二極管代換電路板上一貼片二極管 的嫌疑很大：如果他采用普通的而非高頻二極管的話，電源IC INTC001107的正常工作條件是不能滿足的 拆下查看型號，標志已看不清，果斷換上一高頻貼片二極管，電源叫聲消失，輸出電壓正常！第六步：繼續整理資料：電源正常后測得INTC001107各腳電壓如表1所示。因整塊電路板上覆蓋有保護 膠膜，為了不再使它受到更大的破壞，電路圖就不再繪出了。相信以手頭既有的文字資料也能滿足日常維 修工作的需要。三、施耐德變頻器常見故障及判斷(1 )施耐德變頻器OC報警鍵盤面板LCD顯示：加、減、恒速時過電流對于短時間大電流的O C報警，一般情況下是驅動板的電流檢測回路出了問題，模塊也可能已受到沖擊(損 壞)，有可能復位后繼續出現故障