Biến tần AC PWM PowerFlex: Kiểm tra SCR/Diode và IGBT

PowerFlex PWM AC Drives: SCR/Diode and IGBT Test

Tóm tắt

Biến tần AC PWM PowerFlex: Kiểm tra SCR/Diode và IGBT

Câu hỏi

  • Cách thực hiện kiểm tra SCR/diode phân cực thuận và phân cực ngược trên các thành phần công suất chính của biến tần AC như thế nào?
  • Cách thực hiện kiểm tra diode để đánh giá tình trạng của SCR hoặc IGBT trên biến tần AC như thế nào?
  • Tại sao khi kiểm tra diode tĩnh, cả giá trị phân cực thuận và phân cực ngược của phần ngõ vào và ngõ ra biến tần liên quan đến cực DC- đều hiển thị OL? [Xem Ghi chú trong phần Trả lời.]
  • Tại sao biến tần của tôi không hiển thị và có thể thực hiện những kiểm tra nào để xác định cấu trúc công suất của biến tần còn hoạt động tốt hay không?
  • Làm thế nào để kiểm tra cấu trúc công suất trên biến tần AC nhằm phục vụ xử lý sự cố liên quan đến một trong các vấn đề sau?
    • Cầu chì đầu vào bị hở/cháy
    • Mất pha nguồn đầu vào
    • Điện áp bus thấp
    • Ngắn mạch đầu ra

Môi trường

  • 20A PowerFlex 70
  • 20B PowerFlex 700
  • 20C PowerFlex 700H
  • 20D PowerFlex 700S
  • 20F PowerFlex 753
  • 20G PowerFlex 755
  • 20G PowerFlex 755T
  • 20J PowerFlex 755TM Bus Supply
  • 22A PowerFlex 4
  • 22B PowerFlex 40
  • 22C PowerFlex 400
  • 22D PowerFlex 40P
  • 22F PowerFlex 4M
  • 25A PowerFlex 523
  • 25B PowerFlex 525
  • 25C PowerFlex 527

Trả lời

Các biến tần PowerFlex sẽ có các bước chuẩn bị và cảnh báo khác nhau tùy theo dòng sản phẩm và kích thước frame. Hãy tham khảo tài liệu hướng dẫn bảo trì tương ứng. Dưới đây là tổng quan cơ bản về quy trình kiểm tra. Quy trình này chỉ mang tính hướng dẫn.

  1. Ngắt nguồn cấp cho biến tần và chờ biến tần tắt hoàn toàn.
  2. Mở cửa tủ biến tần hoặc tháo nắp che của biến tần.
  3. Xác minh điện áp DC bus gần bằng 0 VDC bằng cách đo giữa các cực DC+ và DC- (nếu biến tần có các cực này).
  4. Tháo cầu chì chính (nếu có).
  5. Ngắt dây động cơ (U, V và W) tại terminal block của biến tần.
  6. Ngắt dây nguồn đầu vào (R, S và T) tại terminal block của biến tần.
  7. Có thể cần chèn vật liệu cách điện giữa U, V và W để đảm bảo các đầu cực này không tiếp xúc với nhau nhằm thu được kết quả chính xác.
  8. Nếu biến tần là PowerFlex 755T frame 7 trở lên, kéo module công suất cần kiểm tra ra ngoài.

Cấu trúc công suất của biến tần AC bao gồm diode hoặc SCR ở ngõ vào và IGBT ở ngõ ra.

Diode sẽ dẫn điện và hiển thị sụt áp từ 0.3 V – 0.7 V khi phân cực thuận, và hiển thị OL (hở mạch) khi phân cực ngược. SCR sẽ hiển thị OL ở cả phân cực thuận và phân cực ngược. IGBT có thể được kiểm tra bằng cách đo diode flyback được mắc phân cực ngược song song với IGBT. Do đó, tất cả các phép đo dưới đây đều được thực hiện bằng đồng hồ vạn năng số ở chế độ kiểm tra diode.

Thông thường, các biến tần dưới 50 hp sẽ có ngõ vào bằng diode. Các biến tần công suất lớn hơn có thể có ngõ vào SCR hoặc ngõ vào gồm 3 diode và 3 SCR, dẫn đến 3 giá trị OL và 3 giá trị sụt áp diode.

Sơ đồ dưới đây thể hiện cấu trúc cơ bản của biến tần và các đầu cực của nó.

Tùy thuộc vào dòng PowerFlex và kích thước frame, các thành phần cấu thành bộ converter sẽ khác nhau và do đó sẽ có các giá trị đo khác nhau. Để được giải thích hoặc làm rõ thêm về sản phẩm biến tần cụ thể của bạn và kết quả mong đợi của các phép kiểm tra này, hãy liên hệ Technical Support. Hãy chuẩn bị đầy đủ mã catalog của biến tần.

Bộ chỉnh lưu cầu 6 diode

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex dòng 4-series
  • PowerFlex dòng 520-series
  • PowerFlex 70
  • PowerFlex 700 (Frame 1-4)
  • PowerFlex 700S (Frame 1-4)
  • PowerFlex 750 (Frame 1-4)

Bộ chỉnh lưu cầu 6 SCR

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex 700 HIHP
  • PowerFlex 700 (Frame 5 trở lên)

Loại cấu trúc công suất này không thể kiểm tra phân cực thuận nếu không có xung kích gate. Chỉ có thể kiểm tra SCR có bị ngắn mạch hay không. Tất cả các phép đo ở cả phân cực thuận/ngược đều phải hiển thị hở mạch (OL).


Bộ chỉnh lưu cầu 3 Diode/3 SCR

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex 700S (Frame 5, 6, 9, 10, 11)
  • PowerFlex 755 HIHP (Frame 8-10)

Bộ chỉnh lưu cầu 3 Diode/3 SCR có diode precharge

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex 750 (Frame 5-7)

Active Front End

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex 755TR (frame 7 trở lên)
  • PowerFlex 755TL (frame 7 trở lên)
  • PowerFlex 755TM (Bus Supply) (frame 7 trở lên)

Biến tần PowerFlex 755T frame 5 và 6 có điện trở precharge trên pha R (xem hình bên dưới). Điện trở này sẽ ảnh hưởng đến các giá trị đo.

Các biến tần sau sử dụng loại converter này:

  • PowerFlex 755TR (frame 5 và 6)
  • PowerFlex 755TL (frame 5 và 6)
  • PowerFlex 755TM (Bus Supply) (frame 5 và 6)

Thực hiện xác minh phép đo – Converter/Rectifier

Đặt đồng hồ vạn năng số ở chế độ “kiểm tra diode” và thực hiện theo bảng dưới đây để kiểm tra phân cực thuận. Trước khi kiểm tra, đảm bảo tất cả các đầu cực công suất (R, S, T, DC+, DC-, U, V và W) đã được siết chặt. Nếu không thực hiện điều này có thể dẫn đến kết quả OL không chính xác. Giá trị điện áp sẽ khác nhau giữa các dòng và kích thước biến tần PowerFlex. Hãy kiểm tra xem có hiện tượng hở mạch hoặc ngắn mạch hay không tùy theo phép kiểm tra. Nếu biến tần gặp sự cố liên quan đến cấu trúc công suất, thông thường sẽ có một giá trị đo khác biệt rõ rệt so với các giá trị còn lại. Các bảng dưới đây áp dụng cho converter diode hoặc diode/SCR. Hãy thực hiện các phép kiểm tra theo đúng dòng biến tần và kích thước frame được phân loại ở trên. Liên hệ Technical Support nếu bạn không chắc chắn về cấu trúc công suất của biến tần.

Thực hiện các phép đo phân cực thuận theo hướng dẫn trong một trong các bảng dưới đây.

Converter diode và bộ chỉnh lưu cầu 3 Diode/3 SCR có diode precharge

Converter Diode/SCR

Lưu ý rằng thay vì hiển thị OL, đồng hồ có thể hiển thị điện áp thấp.

Lặp lại quy trình này cho các phép kiểm tra phân cực ngược theo một trong các bảng dưới đây.

Converter diode và bộ chỉnh lưu cầu 3 Diode/3 SCR có diode precharge

Converter Diode/SCR

Nếu bất kỳ phép kiểm tra nào hiển thị ngắn mạch (0.0V), hãy cố gắng xác định nguyên nhân gây ngắn mạch hoặc thay thế biến tần hoặc phần converter. Nếu các giá trị đo bất thường nhưng không phải ngắn mạch, hãy cố gắng xác định nguyên nhân hoặc thử bằng đồng hồ đo khác. Tùy thuộc vào kết quả đo, hãy thử cấp nguồn để kiểm tra xem có vấn đề gì không hoặc liên hệ Technical Support.

Thực hiện xác minh phép đo – Cụm IGBT Inverter

Lặp lại quy trình kiểm tra phân cực thuận cho cụm IGBT inverter theo bảng dưới đây. Một lần nữa, giá trị điện áp sẽ khác nhau giữa các dòng và kích thước biến tần; hãy chú ý tính đồng nhất của các giá trị đo. Sử dụng hai bảng cuối cùng cho biến tần PowerFlex 755T frame 5 và 6.

Lặp lại quy trình cho các phép kiểm tra phân cực ngược của IGBT theo bảng dưới đây:

Kiểm tra diode phân cực thuận trên cụm IGBT (Converter PowerFlex 755T frame 5 và 6)

Que đo đồng hồ Giá trị đo danh định
+
-DC R/L1 0.35
-DC S/L2 0.8
-DC T/L3 0.8
R/L1 +DC 0.35
S/L2 +DC OL
T/L3 +DC OL

Kiểm tra diode phân cực ngược trên cụm IGBT (Converter PowerFlex 755T Frame 5 và 6)

Que đo đồng hồ Giá trị đo danh định
+
R/L1 -DC OL
S/L2 -DC OL
T/L3 -DC OL
+DC R/L1 OL
+DC S/L2 OL
+DC T/L3 OL

Nếu bất kỳ phép kiểm tra nào hiển thị ngắn mạch (0.0V), hãy cố gắng xác định nguyên nhân gây ngắn mạch hoặc thay thế biến tần hoặc phần converter (đối với các frame nhỏ, thông thường không thể thay thế riêng phần converter).

Nếu các giá trị đo bất thường nhưng không phải ngắn mạch, hãy cố gắng xác định nguyên nhân hoặc thử bằng đồng hồ đo khác.

Lưu ý: Các phép kiểm tra diode phân cực ngược trên IGBT có thể cho kết quả khác ngoài 0.0V (hoặc gần bằng 0) hoặc OL. Các giá trị đo có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại đồng hồ sử dụng và mức điện tích còn lại trong pin của đồng hồ. Để đảm bảo hiển thị giá trị 0.0V hoặc OL, động cơ và tụ điện cần được ngắt kết nối khỏi biến tần.

Nếu cần hỗ trợ thêm trong việc xử lý sự cố hoặc thay thế, vui lòng liên hệ Technical Support theo số 1-440-646-3434.

Đối với biến tần PowerFlex 755TS, tham khảo QA66542-PowerFlex 755TS Forward and Reverse Bias Check Frame 1-7


Nguồn: Cơ sở dữ liệu Technote của Rockwell Automation.

Để lại một bình luận