西門子6SE70系列變頻器IGBT的快速檢測法

摘要：6SE70系列變頻器的IGBT很難用萬用表進行直接測量和判斷，在裝機裝柜型的單元中，更換IGBT比較費時費力，柜體內IGBT單元數(shù)量較多，任何一個損壞都會導致故障停機，如果全部進行更換不僅費時費力，而且會浪費大量的備件費用。而根據(jù)IGBT的工作原理，我們自己制作一個簡單的直流電源，通過用直流電源對柵極和發(fā)射極進行觸發(fā)和關斷，再借助萬用表測量具體數(shù)值，我們就可以比較快速準確地對IGBT單元進行判斷。

關鍵詞：6SE70系列；直流電源；IGBT；柵極；集電極

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0014-01

一、引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，變頻器以其節(jié)能降耗、控制精確、便于調速、安全穩(wěn)定等眾多優(yōu)點在各行各業(yè)得到了較為廣泛的運用。以西門子6SE70系列變頻器為例，該系列變頻器在國內的冶金、采礦、造紙等行業(yè)有著較為廣泛的應用，尤其在國內的冶金行業(yè)，該變頻器性能穩(wěn)定，價格適中且易于維護，在從業(yè)維護人員中有著較好的口碑。

二、技術背景

雖然該變頻器性能較為穩(wěn)定，但隨著運行時間的加長和外部環(huán)境的改變，如現(xiàn)場負載的加大或異常、電氣室的灰塵或溫濕度惡化、人為的錯誤操作，都有可能造成變頻器的損壞。變頻器的報警種類較多，多為過流、過壓、堵轉、接地故障、過溫等，這些報警中有的可能是外部情況引起，有的則是變頻器自身硬件出現(xiàn)了異常，這就需要我們具體問題具體對待。以裝機裝柜型的大功率變頻器為例，要排除以上硬件故障就需要我們維護人員不僅要有相當?shù)木S護經驗，而且要有一套有針對性的方法。

由于裝機裝柜型變頻器尺寸較大（如圖一），部件的拆裝、更換較為麻煩，尤其是功率器件IGBT的更換就更加費時費力。正常情況下此類柜子的IGBT的更換時長在3小時以上，而且大功率的逆變器柜內每相都是由四個進行并聯(lián)，一個柜子三相就有12個IGBT，而任何一個出現(xiàn)損壞都有可能導致過流、接地關斷或脈沖封鎖等故障。因此，如果沒有一個較為快速準確的IGBT判斷方法，我們的故障處理就會陷入較為困難的處境。如果進行整體全部更換，不僅費時費力，而且會浪費大量的備件，但如果逐個更換就會在拆裝試機上浪費更大的精力。而僅僅用我們通常的萬用表進行測量則很難對IGBT的好壞做到準確的判斷，因此摸索一個較為簡單有效的IGBT測量方法就顯得尤為重要。

四、具體實例

基于以上原理，我們首先要制作一個簡單的直流電源裝置，最簡單的方法就是用一節(jié)9V的干電池，在正極加上一個小開關，從正負極各引出兩個出線端即可，然后再借助一塊數(shù)字式萬用表，這樣我們就可以對IGBT進行測量了。

例如，現(xiàn)場一臺逆變器報F025故障，該故障的意思是指電源L1相存在保護性關斷，如果外部電纜和電機沒有接地情況，那么多數(shù)是IGBT出現(xiàn)了損壞。A相一共有4個IGBT，所以此時我們借助直流電源裝置就可以對該相4個IGBT進行逐一測量。第一步，我們可以用萬用表的二極管檔位來判斷續(xù)流二極管的好壞，將正表筆接C極，負表筆接E極，此時指數(shù)應該為0，表示二極管反向不導通。將表筆反置，此時指數(shù)應該在300左右，表示二極管正向壓降在0.3V左右。這樣我們可以先對續(xù)流二極管的好壞進行一個大致的判斷，判斷完續(xù)流二極管我們就可以進行下一步判斷。將直流電源裝置的正極接到IGBT的G極，負極接到IGBT的E極并接通電源，將萬用表仍舊打到二極管檔位，正表筆接C極，負表筆接E極，此時萬用表指數(shù)應該在300（0.3V）左右，表示IGBT導通。將直流電源裝置移除，此時萬用表數(shù)值應該仍舊為300左右。當將直流電源的正極接到E極，負極接到G極，此時萬用表數(shù)值應該為零，表示IGBT被反壓關斷。注意，IGBT導通后如果移除觸發(fā)電壓，其仍舊導通，而要關斷則必須要加上反向電壓。如此來回測試兩遍，如果能正常導通和關斷且數(shù)值正常那么就基本可以肯定IGBT正常，反之則說明該IGBT有問題，建議進行更換。

五、結束語

當然，該方法雖然簡單易操作，但還是存在一定的局限性。首先，該方法必須將故障變頻器的柜體拆開后逐個對IGBT直接進行測量，因此在柜體外面想判斷IGBT好壞就比較困難。其次，在極少數(shù)情況下IGBT可能還存在軟擊穿現(xiàn)象，不通過大電流時是很難判斷其好壞的，所以該方法的檢驗范圍還是存在稍許的局限。不過從本人這些年的維護經驗來看，絕大多數(shù)情況下該方法是可以做出一個簡單有效地判斷的。同樣原理，我們也可以用此方法對可控硅的好壞進行判斷。變頻器的維護實際就是一個不斷摸索、不斷積累的過程，只要我們開動腦經、善于總結就一定會慢慢找到適合自己的維護方法。

參考文獻：

[1]王國貞.電氣設備故障檢測與維護[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005：132-135.