变频器主电路的检测与维修研究

董永赛

摘要：随着科技的不断发展，主流的电器设备中已经大量地运用了变频技术，我们生活中常见的冰箱、洗衣机、微波炉等都有变频产品，在雷达方面也有较多的运用。本文简单介绍变频调速技术在雷达伺服控制系统中的应用，并主要对于其变频器主电路的检测与维修进行分析探讨，希望为变频器产品和雷达的发展带来一定的改善和帮助。

关键词：变频器主电路 变频调速技术 雷达伺服控制系统

1引言

很长一段时间，直流电动机是我们的电气设备主要的调速手段，直到变频器出现。直流电动机由于结构复杂导致一旦出现故障，检修很困难。但是变频技术的出现和不断的发展，其在诸多方面均超越传统直流电机，受到电器行业广泛欢迎，电器随之开启了变频时代。雷达行业也逐渐引入了变频技术。

变频器优点有：启动性能好、调速性能优、能源消耗低等等。这个是符合我们社会可持续发展的理念的，节能、环保、高效。现代的科技发展，应用场景多样，提别是在战争方面对雷达的机动性要求高，利用变频器的调速及节能的特点可以很好适用于机动性强的平台。

2变频器在雷达伺服控制系统中的应用

雷达伺服控制系统主要由单片机、变频器、传动装置、传感装置等部分组成。其主要的工作原理是：

2.1单片机接收控制信合指令，经过识别判定后，以当前位置在软件中设定参数进行数模转换。

2.2经过转换后的模拟信号输入变频器作为控制信号，然后变频器输出信号。

2.3变频器输出的信号驱动交流伺服电机来让雷达的天线进行一个转动。

2.4雷达天线通过角度传感器传回cpu得到数字化的位置信息，经过计算后和实际位置进行对比，采取pid控制策略，再经过数模信号转换输入变频器。

2.5由此变频器进行一个电机调节，最终达到一个期望的定位。

3雷达伺服系统中变频器主电路工作原理

变频器是雷达伺服系统中主要的驱动控制的器件。其主电路原理如图所示，变频器主电路是以“交流-直流-交流”的工作方式。通过整流、滤波、逆变三个环节将直流电变为交流电。其具体的步骤如下：

3.1输入交流电压。

3.2整流。这部主要是通过三相桥式整流电路将输入的交流电源整流成为脉冲直流，达到交流-直流的效果。

3.3滤波。这一步是经过整理的直流电通过大容量的电容进行一个滤波。

3.4逆变。逆变电路是变频器的重要电路之一，滤波后的电压通过逆变电路进行直流-交流电的转换，转化为可调节电压、频率的交流电。

3.5输出交流电压。驱动异步电机，以实现无级调速。

4关于变频器主电路故障分析

对于变频器的故障分析，我们一般都要从问题产生的起源开始了解。最先应该对变频器主电路的损坏程度有一个大致的估计。此后我们可以进行一个电路故障的分析流程：

4.1逆变电路与驱动电路的检查

变频器中的主要工作环节是逆变电路与驱动电路，这两个电路的关联性很强，一般情况下其中一个电路出现问题，另一个电路也不会幸免。所以无论主要问题出现在这其中的哪一快，都必须将这两个电路进行检查。

4.2电试机检测

变频器电路的主要的检测手段是电试机检测。我们在准备检测前应该保证驱动电路在正常的工作状态之下，并且将已经损坏的逆变电路模块更换后才能进行检测。整个电路是相互连通的，所以我们要对新替换的设备进行保护，防止在上电后出现故障，导致这个变频器的损坏，这样造成更大的损害。

5变频器主电路的检测与维修

首先是进行断开主电路操作，实际操作中只需要拆掉主电路中连接的一段铜排即可将供电端电源断开，并且必须在储能点释放掉足够的能量之后。一般我们在断开处串联两只220V、25W的灯泡，以获得足够的耐压性，以防在逆变电路短路的故障下有一个降压限流的用途，使整个模块不会有损坏的危险。首先我们让变频器空载，将驱动电路的保护模块的输出信号回路切断，以避免CPU有停机保护的动作。其上电后出现的情况如下：

5.1停机情况下通电，灯泡点亮。此时IGBT没有导通的条件，灯泡被点亮的可能是3个模块中至少一个上下臂IGBT击穿或漏电。击穿短路的情况，灯泡很亮。如果是漏电情况可利用排除法，拆除U相模块，假如灯泡不亮，则可说明这个模块已经损坏，需要更换。

5.2通电后，电灯泡不亮，接受运行信号后开始点亮。此时灯泡的灯光如果随着频率提升同步闪烁，这就可说明出现一相上臂或者下臂IGBT损坏。

5.3通电后，电灯泡不亮，且接受运行信号仍不亮。这时我们运用指针式万用表测变频器的输出端电压，随着频率均匀上升則表示逆变模块基本没有问题，可以轻负载实验。

5.4通电后，电灯泡不亮，启动变频器后仍不亮。但是输出端电压不平衡，偏相。这个可能是某一臂IGBT内部开路，我们可以通过以下方式检修：正常情况输出端测得直流电压为零，如果测得某一臂IGBT内部开路导致该相异常则会测得直流分量，我们既能够判断出故障点。

以上在对逆变模块正常修理完成以后，仍然没有解决问题，此时我们将要把眼光重点放在驱动电路的检测上。其重点元器件是光电耦合器和电源电路，这里是问题较集中的点，一般情况下由于失误和电网的原因会造成这部分的故障，所以我们应该在这里进行一个重点检测。

6结语

随着变频技术的不断发展与成熟，其优良的调速性能、调节简单、操作方便等等优点将在雷达伺服控制方面成为佼佼者。

同时，变频器作为现代科技的一个重要体现，其技术含量必然是较高，相关人员的知识储备要求也更高。并且随着变频器越来广泛的应用于我们生活生产中，变频器的检测与维修将会更加的被要求更高。其检测与维修是一项技术含量很高并且较为复杂的工作，需要经过大量的实践操作和全面系统的排查才能够快速找到问题所在，找到问题本质。并且需要做好保护措施，防止疏忽导致问题扩大。

我国在变频器上的发展必然会随着科学技术发展不断提高。且变频器的维修不可避免需要大量的替换的元器件，这带来的市场也将是十分可观的，也会带来较大的发展前景。

参考文献：

[1]  杨胜利.变频器主电路的检测与维修[J].轻工科技，2012（12）：44+74.

[2]  咸庆信.变频器电路维修与故障实例分析[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]  徐海，施利春.变频器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

（作者单位：中国电子科技集团第三十八研究所）