斩波调速器使用及故障处理

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1、矿用隔爆型IGBT斩波司机控制器使用 及故障处理讲座,第一部分 斩波司机控制器基本原理及主要部件 一、工作原理,二、主要部件介绍 1、IGBT IGBT是由场效应晶体管与大功 率晶体管相结合的全控功率开 关元件,其开关频率高,驱动 功率小,当栅极施加+15V时, 器件即导通,施加0V或-15V时,器件即关断。它是目前世界上优秀的电子功率开关器件,广泛用于调速器和变频调速器等大功率电力电子设备中。,1.2IGBT好坏的判断 1.2.1、首先将控制端g、e用铜线接短接,用500型万用表欧姆档测量,黑表笔(电表内接电池正极)接C极,红笔表接E极,表针不动。然后,黑、红表笔对调测量,表针偏转较大(用X

2、1档时,约1020),然后拆掉短接铜线,测量控制端,若正反向都不通,即初步判断IGBT正常。 1.2.2、用万用表X10K档(内接有9V电池)黑表笔接g、红表笔接e,即在控制端加反向电压,再将黑表笔接C,红表笔接E,此时万用表读数为无穷大,则证明该IGBT控制特性正常。否则,则不正常。 1.2.3、用万用表X10K档测试IGBT的g、c、e对底板的绝缘电阻,万用表指针应不动,即为无穷大时为正常。否则,则不正常。,1.3、注意事项 1.3.1、安装时务必使安装散热板平整,无毛刺;IGBT模快散热面平整、光滑,最好用细砂轻轻打磨,然后均匀涂上导热硅脂,紧固时应对角拧紧螺钉,确保其工作温度能有效地传

3、到散热板上。 1.3.2、IGBT的C、E紧固螺钉要带弹垫拧紧,使之与连接铜母线接触面尽量大。 1.3.3、IGBT驱动线出厂时均已连接好,请不要随意改动,g、e之间并联电阻应保持完好,固定螺丝应上胶,否则,IGBT通电时极易损坏。 1.3.4、架线式调速器续流二极管用IGBT替代时,其g、e之间短接铜片不能松动,更不允许拆除,否则,极易损坏。 1.3.5、更换IGBT时,应判断控制驱动盒是否正常,当控制驱动盒损坏,CN5、CN6始终输出高电平时,将继续损坏IGBT。 1.3.6、定期检验IGBT安装螺钉、连接母线固定螺钉是否松动,发现松动须及时拧紧。 1.3.7、定期清除IGBT电极之间的灰

4、尘,否则电极之间由于爬电距离不够,易拉弧损坏。,2 光电给定器 2.1光电给定器的功能 通过调速手柄主轴凸轮联动,当调速手柄进入牵引位时,接通控制驱动盒24V工作电源,通过调节光电给定器操纵件角度的变化,输出04V给定电压,实现司机调节机车速度。 2.2光电给定器插座接线说明: 1脚:黄色 24V入 微动开关输入端; 2脚:兰色 24V出 微动开关输出端 3脚:空脚; 4脚:白色 04V 给定电压输出端; 5脚:橙色 15V入 电源输入端; 6脚:黑色 GND 接触端,光电给定器,2.3光电给定器好坏的判断 2.3.1用500型万用表X1或X10欧姆档测量微动开关的通断,若万用表读数很小(几乎

5、为零),则为正常。反之,电阻很大或开路为不正常,需更换。 2.3.2当光电给定器接入电路中,插座5、6脚之间有15V工作电源时,调节光电给定器操纵件时,4脚应随操纵件转动角度的变化输出04V电压,则为正常。若微动开关刚吸合时,输出端电压高于1V,或随操纵件转动角度变化其输出电压在某一固定值不变,或操纵件调节到最大角度时输出电压仍低于3.5V,则为不正常,需修理或更换。,2.4注意事项 2.4.1光电给定器检修后重新安装时,需进行调试。应使光电给定器内微动开关在调速手柄转动约40时吸合(以保证主电源开关组不带电流切换),微动开关吸合时,给定输出电压低于1V,操纵件转动到最大位置时,其输出电压应在

6、3.5V以上,若不对,可适当调节光电给定操纵件的相对位置。 2.4.2不要随意打开光电给定器盖板,乱动其部件,特别是遮光板位置,否则,光电给定器工作不正常。 2.4.3定期检查光电给定器操纵件固定螺丝是否松动,若松动,请及时拧紧。操纵件滚轮应转动自由,经常施加润滑油。 2.4.4定期检查光电给电器内微动开关,弹簧工作是否正常;光电给定器输出电压是否在04V之间线性变化。 2.4.5定期检查光电给定器插座是否插接牢靠,若松动,请及时处理。,3 控制驱动盒 3.1主要功能:控制驱动盒为调速器的核心部份,由波形发生器、脉宽调制器、给定跟随器、过流放大器、脉冲渐宽电路、欠压保护、过压保护、IGBT驱动

7、及DC/DC供电电源等电路组成。控制驱动盒负责完成调速器的软起动、欠压保护、过压保护、过流保护及IGBT的驱动等功能。,3.2 控制驱动盒出线端子说明 CN1:三芯HT508插座 1脚:黄色(V2)欠压、过压取样线,通过取样电阻接+E端 2脚:红色(24V)控制驱动盒24V电源输入。 3脚:黑色(GND)24V电源接地线。 CN2:四芯HT508插座 1脚:黑色(GND)光电给定器接地线 2脚:白色(ADJ)04V光电给定器给定电压输出端。 3脚:V1,与4脚短接 4脚:棕色(+15V) 光电给定器电源输入端。 CN3:四芯HT508插座,与主机右边的电流传感器相连。 1脚:红色(+15 V)

8、 电流传感器正电源+ 2脚:黄色(-15V) 电流传感器负电源- 3脚:绿色(IM2) 电流传感器输出端IM2 4脚:黑色(GND) 电流传感器接地端GND,CN4:四芯HT508插座,与主机左边的电流传感器相连。 1脚:红色(+15 V) 电流传感器正电源+ 2脚:黄色(-15V) 电流传感器负电源- 3脚:绿色(IM1) 电流传感器输出端IM1 4脚:黑色(GND) 电流传感器接地端GND CN5:四芯HT508插座,与主机右边的IGBT相连。 1脚:绿色 接右边IGBT集电极C2(内串有一个隔离二极管) 2脚:空脚 3脚:黑色 接右边IGBT发射极E2 4脚:红色 接右边IGBT控制极G

9、2 CN6:四芯HT508插座,与主机左边的IGBT相连。 1脚:绿色 接左边IGBT集电极C1(内串有一个隔离二极管) 2脚:空脚 3脚:黑色 接左边IGBT发射极E1 4脚:红色 接左边边IGBT控制极G1 说明:由于蓄电池式调速器只有一个电流传感器,因此CN4不用,同时早期调速器由于没有设置电压保护,故CN1的1脚空开不用。,3.3 控制驱动盒好坏的判断 控制驱动盒的正常与否,可以通过观察+15V、-15V绿色指示灯和驱动指示红灯T1、T2来判断。当CN1的2、3脚有24V电压输入时,绿灯全亮,而红灯不亮时,则一般正常;红、绿灯全不亮时,则控制驱动盒坏;绿灯亮,红灯也亮时,应检查IGBT

10、或IGBT驱动线中隔离二极管是否开路,若IGBT或IGBT驱动线中隔离二极管均正常,则控制驱动盒坏。,3.4 注意事项 3.4.1 控制驱动盒内可调元件在出厂时已用仪器调好,切不可无根据调试,否则破坏整机性能。 3.4.2 架线式调速器更换控制驱动盒时,CN3与CN4、CN5与CN6绝对不能插错,否则无电流保护,易损坏主功率元件(IGBT)。 3.4.3 更换控制驱动盒时,应判断IGBT正常后,才能更换。否则,当IGBT的G、C击穿时,高压将IGBT的G极串入,继续损坏新的控制驱动盒。 3.4.4 控制驱动盒应检测完好才能投入使用。特别应测量CN5、CN6的G、E端驱动电压,该电压应随给定电压

11、ADJ变化而变化,若该电压为高电平不变化,也将其接上使用的话,将继续损坏IGBT的功率元件。 3.4.5 定期检查控制驱动盒插座是否插接牢靠,若松动,请及时处理。,4 辅助电源 4.1辅助电源的功能,4.2 辅助电源插座接线说明 1 脚:红色 电源输入端;3 脚:兰色 24V输出端; 4 脚:黑色 公共接地端; 2、5、6脚: 空脚 90V 、110V、140V、192V辅助电源: 1 脚:红色 电源输入端; 2 脚:兰色 24V输出端; 3 脚:黑色 输出电源接地端; 4 脚:黑色 输入电源接地端,4.3 辅助电源好坏的判断 4.3.1 观察辅助电源输入指示灯红灯和24V输出指示绿灯,当红灯

12、和绿灯均亮时,一般为正常。 4.3.2 当输入指示灯红灯不亮时,用万用表电压档测量1、4脚之间有无输入电压,若有,则辅助电源坏(红灯自身损坏除外)。若无,则检查插座是否接触好,电源输入电路是否断开;若红灯亮而绿灯不亮,用万用表测量有无24V输出,若无,则辅助电源损坏。,4.4 注意事项 4.4.1 250V和550V辅助电源输入正端应接相应的限流电阻,并经常查其阻值是否变化,有任何变化均需更换,以免扩大故障范围,造成不必要的损失。 4.4.2 蓄电池用辅助电源,当电源输入指示灯亮,而24V绿灯不亮时,应检查是否由于蓄电池电压过低,辅助电源停止工作。若是,则请及时充电。 4.4.3 定期测量辅助

13、电源输出是否正常,若低于18V,则需更换,否则影响控制驱动盒的正常工作。 4.4.4 定期检查辅助副本电源插座是否插接牢靠,若松动,请及时处理。,第二部分 斩波司机控制器使用中的注意事项,第三部分 常见故障诊断与处理 一、整机故障判断 当机器工作出现异常时,应立即由专业维修人员进行维修。维修人员应询问并记录清楚故障现象,再根据以下维修方法进检修。检修前务必先断开主电源,同时将储能电容储存的电量放完后,方可操作。维修时,切记盲目更换元件,应根据电气原理分析,找出故障部位,分析损坏原因。 常用检测仪器仪表:500型万用表;3 1/2数字万用表;兆欧表。,1、主电路部分 1.1 首先检查主电源:从受

14、电弓 空气开关 平波电抗器 司控器内防反二极管D0 SK1、SK2接触组 主机箱内+E端是否接通,地线是否与机车接地良好。 1.2 观察电网指示灯(红色)、24V指示灯(绿色)是否点亮。若不亮,则检查限流电阻是否损坏,以及检查相关的线路是否断开,否则更换辅助电源。 1.3 打开主机箱盖,检查控制驱动盒15V、三只绿色指示灯是否亮。若全亮,则说明控制驱动盒电源正常;若不亮。则检查CN1脚插座+24V脚有无24V电压,若有,则更换该控制驱动盒;若无,则检查司机控制器内光电给定器的微动开关是否正常,相关线路是否断开。 1.4 检查电网电压是否正常,调速器是否因电网欠压或过压,保护电路动作所致。,1.

15、5 光电给定器无04V输出。解决方法:检查光电给定器及插座,以及相产关线路,或更换光电给定器。 1.6 检查与电机相连电路是否断开;相对应的接触组是否接触良好;电机线圈及碳刷是否出现短路、开路,可切换单机分别检查。 1.7 检查主机箱内IGBT或串联在IGBT驱动(绿)线中隔离二极管是否开路。若是,此时控制驱动盒红灯闪烁,则更换IGBT或隔离二极管。 1.8 IM端输出为高电平,电流传感器无负电压,接地线断开或电流传感器损坏,传感器输出端IM电压高于限流保护值。解决方法:检查CN3、CN4插座是否接触良好,将其线路接好,或更换电流传感器。 1.9 控制驱动电路坏。解决方法:更换控制驱动盒。,2

16、 机车能调速,但牵引力不足(与正常时比较) 2.1 机车超载运行。解决方法:减轻负荷。 2.2 机械故障,制动闸瓦未完全松开。解决方法:松开制动闸瓦。 2.3 电流传感器负电压低于9V或电流传感器损坏。解决方法:更换控制驱动盒或电流传感器。 2.4 光电给定器输出电压不能达3.5V。解决方法:调整光电给定器操纵件位置,或修理更换光电给电器。 2.5 一个电机工作或调速器只有一边工作。解决方法:检查不工作的电机、调速器,以及相关电路。,3 调速器失控:当司机控制器调速手轮刚进入调速位时,机车突然进入全速的现象即为失控。 3.1 电容组件松动或其它原因引起IGBT击穿,可切换单机检查。若击穿,则更换IGBT,紧固电容组件。 3.2 光电给定器弹簧断或光电给定器电路损坏,致使微动开关SK8动作时给定输出高于3.5V。解决方法:更换弹簧或光电给电器。 3.3 电机线圈S1-2或C2-2 接地。解决方法:按规定检修电机或检查与线圈相关电路。 3.4 SK3或SK4接

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