發布時間：2022-12-05 熱度：
一、高壓變頻器功率單元基礎知識
1．什么是功率單元
功率單元是使用功率電力電子器件進行整流、濾波、逆變的高壓變頻器部件。
功率單元是構成高壓變頻器主回路的主要部分。
2.功率單元上主要電力電子器件簡介
1）整流橋
其作用是整流（將交流變成直流）。我公司使用的整流橋內部封裝形式有以下兩種，封裝內部有6只整流二極管，用在功率單元的三相輸入端；封裝內部有2只整流二極管，用在功率單元的三相輸入端以及旁通回路中。
目前使用的可控硅品牌有：Semikron 、英飛凌、富士等；
使用的可控硅電壓等級有：1400V、1800V；
例如：SKKH57/18E、SKKT210/14E。
3）電解電容
其作用是對整流橋整流后的直流進行濾波。
目前使用的電解電容品牌有：NICHICON（日本）、BHC（英國）、CDE（美國）。EPCOS(德國)
使用的電壓等級有： 400V。
使用的容量有3300uF、6800uF、10000uF、12000uF。
4) IGBT
三、功率單元板件介紹
1．單元電源板
板件作用：
從功率單元直流母線上取電，輸出24V直流電源供單元控制板使用。
板件接口：
輸入接口：接功率單元正、負直流母線
輸出接口：24VDC輸出，接單元控制板
2．單元控制板
板件作用：
1)接收主控系統信號，給驅動板提供控制信號；
2)進行實時故障監測，向主控系統上報故障信息；
3)給單元驅動板供電。
板件接口：
1)光纖接口：與主控系統進行通信；
2)24V電源輸入接口：與電源板連接；
3)驅動信號（Top1、Top2、/Lock）接口：與驅動板連接；
4)15V電源輸出接口：與驅動板連接，為驅動板供電；
5)過壓、欠壓檢測接口：與單元正負母線連接；
6)缺相檢測接口：接熔斷器輔助開關；
7)過熱檢測接口：接溫度檢測開關；
8)上電可控硅驅動信號接口：接上電可控硅門極；
9)旁通可控硅驅動信號接口：接旁通可控硅門極；
10)旁通OK信號檢測接口：接旁通OK板。
3．單元驅動板
板件作用：
接收單元控制板的控制信號，為單元上的四路IGBT提供驅動信號，同時對驅動故障進行監測，上報單元控制板。
板件接口：
1)15V電源輸入接口：接單元控制板；
2)輸入信號（Top1、Top2、/Lock）：接單元控制板；
3)輸出信號（ERRout）：接單元控制板；
4)輸出信號（TOP1、BOT1、TOP2、BOT2路IGBT驅 動信號）：分別接TOP1 、BOT1、TOP2、BOT2路IGBT的C、G、E極。
4．旁通OK板
板件作用：
在單元控制板發出旁通信號以后，對旁通回路進行檢測，檢測信號輸入單元控制板。
板件接口：
輸入接口：接旁通可控硅A、K極；
輸出接口：接單元控制板。
第二部分 功率單元常見故障分析
現對功率單元部分的主要故障及其對策介紹如下：
一、單元驅動故障
（一）檢測目的
防止單元在驅動電路有故障、IGBT有故障、外部短路或過流狀態下工作，造成故障進一步擴大。
（二）故障原因及對策
★原因1：單元輸出過流或單元外部出現短路情況。
對策：查看負載有無故障，參數設置是否合理。
★原因2：IGBT損壞。
對策：檢查IGBT，更換損壞的器件。
★原因3：IGBT與單元驅動板之間的接線錯誤或者松動。
對策：檢查接線，確保接線正確無誤，牢固可靠。
★原因4：單元驅動板上的輸入電源電壓低于12V。
對策：檢查測試單元控制板上的電源輸出，做相應處理。
二、單元通信故障（下行通信故障）
（一）檢測目的
當單元與主控之間不能正常進行通訊時，進行停機處理。
（二）故障原因及對策
★原因1：單元電源板故障導致無輸出或輸出電壓低于22V。
對策：更換單元電源板。
★原因2：輸入端熔斷器全部損壞造成單元母線上沒電。
對策：更換輸入端熔斷器。
★原因3：輸入端整流橋損壞造成單元母線上沒電。
對策：更換輸入端整流橋。
★原因4：充電電阻損壞造成單元母線上沒電，在系統上電時報單元通信故障。
對策：更換充電電阻。
★原因5：光纖傳輸故障。
對策：檢查光纖，確保連接正確可靠，沒有沾污，若損壞需更換新的光纖。
三、直流母線過壓
（一）檢測目的
防止功率單元直流母線上電壓過高，造成元器件損壞。
（二）故障原因及對策
★原因1：電網電壓過高，超出過壓報警點。
對策：監視電網，確保電網的電壓波動范圍不超過報警點。
★原因2：降速過程中參數設置不合理。
對策：重新設置參數。
★原因3：負載側有故障。
對策：檢查負載，確認負載正常。
四、直流母線欠壓
（一）檢測目的
防止功率單元直流母線上電壓過低，系統不能正常工作。
（二）故障原因及對策
★原因1：電網電壓過低，出現暫降，低于欠壓報警點。
對策：監視電網，確保電網的電壓波動范圍不低于報警點。
五、單元輸入缺相
（一）檢測目的
防止功率單元長期在缺相狀態工作，導致對應位置的移相變壓器次級繞組發熱而損壞。
（二）故障原因及對策
★原因1：單元輸出過流導致輸入電流超過熔斷器的正常工作值而熔斷。
對策：查看負載有無故障，參數設置是否合理。
六、單元過熱
（一）檢測目的
防止IGBT的溫度過高而損壞。
（二）故障原因及對策
★原因1：故障單元對應位置的濾網堵塞造成通風不暢，散熱能力不夠，從而使IGBT的溫度逐漸上升直到報過熱故障。
對策：更換或清洗濾網。
★ 原因2：單元柜上的風機故障，影響功率單元的散熱，從而使IGBT的溫度逐漸上升直到報過熱故障。
對策：檢查維修風機。
★ 原因3：溫度開關上的輸出信號線與單元控制板的連接端子松動，或未插好。
對策：檢查并確認連接穩固。
