【话题】高压变频器维修（20161208）

  好久没逛论坛，近段时间忙碌着修高压变频器。今天有点时间，就有了想写一写自己对高压变频器维修的一些看法，希望大家有机会多多交流。当然，如果有机会合作，那就更值得期待！由于电力供电特征决定，目前的驱动市场上，还是低压变频器为主。业内把220v--660v之间称为低压供电，1140v-3300v范围称中压供电，6000v-10000V范围内供电称高压供电。
  高压变频器已经发展了很多年，对维修工业设备维修人员来说，维修的机会并不多，低压变频器维修和高压变频器维修，技术上并没有相差很远。但由于高压普遍是高电压大功率产品，维修保养厂家拒绝和外协单位合作，使这个市场几乎成了一种闭环服务方式。高压变频器早年完全是外国品牌的天下，以西门子、abb 、ab等为代表的国际品牌，占据了我国的大部分市场份额。控制技术以西门子的矢量控制和ABB的直接转矩控制为代表，需要了解这些信息的朋友可以查相关资料。我在这里所说的，仅仅是一个维修人员的个人观点。
  我一直以为，维修和开发是两码事，开发工程师的职责是将理论变为现实，而维修工程师的工作就是，让罢工的设备快速正常的运行起来。运行单位关心的是结果，至于过程，自己炼狱探索失败彷徨去吧！维修是经验和理论相结合的工作，十年技术成高工，职称和额头的皱纹几乎是成正比的……笑。
  国内近年来在高压变频器领域颇多建树，和低端变频器领域的你死我活不同，高压变频器做得风生水起，这也和这些年国家大力支持有关。高压变频器的种类繁多，有的我也只是听说过，没有接触，无非就是纸上谈兵。
  当然实际接触的也不少，维修过的也不在少数。最先接触到是从西门子6se8018中压变频器开始的，那时我还在老公司上班。西门子公司的6se6018系列中压变频器，是串联功率输出型变频器，每相用6个组模串联起来的，三相一共用了18个组模作为功率单元。控制板，移相变压器，整流加起来，机箱相当的庞大。这种世纪初进入我国的设备，价格当然也不便宜，传说一百多万呢。西门子的高压组模，更换一个价格就是几大万，2007年西门子公司停止生产这种老式产品，厂家退出保修。无奈使用单位还想让其继续服役，阴差阳错就找到了我们。我和另外一个工程师上门维修，以前也没干过。看了一圈，先不动，然后分头抱着资料研究了一个上午，下午直接上阵。
  这个变频器故障报警是7328，igbt模组故障。而相关的igbt对应a62，那就拆a62下来检测，忙活了半个下午，没有发现组模故障，检测通路，正常。触发通路，正常。igbt耐压值，好得不能再好了。和另一个组模调换，故障消失。花了两天时间，最后是什么故障呢，光纤接口故障！（后来知道，这个中压变频器型号使用一定年限后，光纤接口都会出现相同的问题。）
西门子高压变频器
西门子6se8018模组驱动板图片
西门子高压变频器模组维修（6se8018-1ba00-z)
  有了一些维修的经历，开始主动接洽一些有高压变频器的单位，13年后我自己开公司，出来单挑，主动去接触一些高压变频器的使用单位，正好我一个合作单位是水泥集团企业的供应商，国产高压变频器的维修就此拉开序幕。国内高压变频器，大都是建立在美国ROBICON罗宾康公司的理论基础上发展起来的，都是通过移相整流，串联输出的原理。
为了方便朋友们了解，我初略说一下高压变频器的工作原理，大致如下：
   1.移相整流。什么是移相整流呢，你可以想象一下，交流上一个相位，正半波和负半波加起来是360度，然后把360度分割成不同的等份。移相变压器在一个周期内，各自完成自己规定的相位角度功率输出。这个是不是还是云里雾里的？哈，实际要弄懂，复杂去了，不是三言两语就能说得清楚的，要不为什么人家一个研发团队一扎进去就几年出不来！不过，这个难题由开发者和制造商去头疼，维修你去计较相位差就有点钻牛角尖了。
   2.串联是什么鬼？见过干电池串联吗，玩电子电路的见过升压电路吧。反过来推敲，原理基本如此。普通变频器输出一般就三相六桥。高压变频器一个组模也是四个桥，L1/L2两个输出，负责和上一个（或者下一个）组模连接，完成串联。就是如此简单。
   3.电压6kv，6个组模？那耐压怎么办！呵呵，最先遇到这个问题我也是一愣，后来仔细研究了一下，发现变频器驱动的马达是y型接线。y型接线画成示意图就是：串联加串联的结构。所以单个模组的耐压虽然只有690v耐压，6个组模+Y型接线，轻松搞定6000v电压。
合康亿盛高压变频器组模
利德华福高压变频器驱动板图
  需要注意的是，高压变频器组模串联控制，每个组模通过光纤分别控制，但千万不要理解为，串联电路就是同开同关的驱动脉冲，人家也是采用了移相技术的，这也是串联电路控制的难点之一。虽然变频器的天生就擅长pmw技术，但当你把一个控制脉冲再拆分为移相脉冲，这其中的逻辑、运算那已经是几何倍的增加了。特别是运用了矢量技术和直接转矩技术的高档产品，不但对反馈的电流电压极其敏感，同时对波形的要求也是非常高的，有传说(ABB资料介绍），ABBacs5000系列高压变频器，直接转矩取样的时间为25微秒。呵呵，这是什么概念呢，相当于一秒钟时间，取样刷新已经高达4万次，这样的动态速度，可不是一般的数字芯片能办到的。
最后举一例合康亿盛高压组模的故障维修。
  在实际维修中，高压变频器除了和一般变频器常见的故障：电压取样，电流检测，温度检测，短路检测，数字、模拟i/o电路等故障。损坏最多的就是功率组模了。高压变频器的售后，是生产商一块肥得流油自留地，一个功率组模，坏了直接几万块。请问，18个组模的售价，那还不比整机还贵？究其原因，一来高压变频器属于大功率高电压产品，属于特殊设备，市场上会维修的人少之又少，相关人员担责也较大。
  一台合康亿盛的hpu690130db1模组，上电光纤口指示灯不亮。开机，测模块有一相短路。拆下控制板，单独加电，发现电源啸叫。这个型号的组模一般为两块控制板，电源和驱动，去掉驱动板，电源恢复正常，指示灯点亮。指示灯点亮证明+5电压正常，接下来进行关键的一步：测光纤信号处理芯片！这个芯片要是坏了，维修就只能换板。经示波器检测，芯片时钟信号正常，关键点波形正常，确定芯片是好的。然后动手修驱动板，驱动板+5v短路，只能驱动光耦的那张竖着的数字逻辑电路坏了，因为合康亿盛这张板是全封闭式，拆开维修，发现是上面的贴片电容已经短路，换新后测静态阻值正常。接着修复驱动电路。短接app掉保护电路，连上信号发生器测逻辑驱动通路，一切正常。
清洗，烘干，上绝缘漆，再烘干，组模修复。
合康高压组模铭牌型
合康亿盛高压变频器组模
合康亿盛高压变频器组模电源板
合康亿盛高压变频器组模功率输出模块

欢迎各位大虾探讨高压变频器的使用，维修心得——楼主

这个真忘了，坏一个组模是可以屏蔽旁路的，只是该相电压会略低。

哈哈，你看不是讨论的朋友也不多……，高压本来也少，使用高压变频器的单位也不多，但我觉得使用单位越来越多，对维修维护来说，是未来必须要面对的一个方向。

那倒没有，廖老师关于变频器的讲解，比我详细多了。我说的大多是实操经验和理解。

呵呵，工业电器的东西，知无止境。常常是这样，有实际的东西推在你面前，你就不得不去理解他了，在复杂的东西，弄得多了，就成土专家了（笑）。这就像开车一样，学车时教练吹得神乎其神，自己上手时间一长，也不过如此。