斩波调速器使用及故障处理

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X1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） 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G2 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。,1.5 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 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