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第一部分是動(dòng)力裝置的基本知識(shí)和原理
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一、功率單元基礎(chǔ)知識(shí)
功率單元是利用電力電子器件進(jìn)行整流、濾波、逆變的高壓逆變?cè)?功率單元是高壓變頻器主電路的主要部分。
00-1010 1)整流橋
它的功能是整流(將交流電轉(zhuǎn)換成DC)。我公司使用的整流橋內(nèi)部封裝有以下兩種形式。圖1所示封裝中有6個(gè)整流二極管，用于功率單元的三相輸入端。封裝內(nèi)有兩個(gè)整流二極管，如圖2所示，用于電源單元的三相輸入端和旁路電路。
目前使用的整流橋品牌有：Semikron、Eupec；
所用整流橋的電壓等級(jí)為：1400伏和1800伏；
比如：SKD62/18，SKKD260/14。
2)可控硅
充電電路和旁路電路均采用可控硅，起到“開關(guān)”的作用。我公司使用的可控硅內(nèi)部封裝形式如圖3所示：
目前使用的SCR品牌有：Semikron、英飛凌、富士等。
所用可控硅的電壓等級(jí)為：1400伏、1800伏；
例子：SKKH57/18E，SKKT210/14E。
3)電解電容
其功能是對(duì)整流橋整流后的DC濾波。
目前使用的電解電容器品牌有NICHICON(日本)、BHC(英國(guó))和CDE(美國(guó))。EPCOS(德國(guó))
使用的電壓等級(jí)為：400伏。
使用的容量為3300超濾、6800超濾、10000超濾和12000超濾。
4) IGBT
它的功能是反演(把DC變成交流電)。目前使用的IGBT多為“雙管”(內(nèi)部封裝兩組IGBT模塊)，內(nèi)部封裝示意圖如圖4所示：
目前常用的IGBT品牌有：歐派、賽米克龍；
使用的IGBT電壓等級(jí)為：1200伏和1700伏；
IGBT目前使用的等級(jí)有：75A、100A、150A、200A、300A、400A等。
例如BSM100GB170DLC、FF400R12KE3。
二、動(dòng)力單元拓?fù)?
1.主電路拓?fù)?
2.旁路電路拓?fù)?
3.IGBT主電路旁路技術(shù)
圖Fig主回路旁路
1什么是功率單元
1示意圖。單元電源板面板功能：
從電源裝置的DC總線獲取電源，并為裝置控制板輸出24V DC電源。
電路板接口：
輸入：連接電源裝置的正負(fù)DC母線。
輸出：24伏直流輸出，連接到單元控制板。
2.單元控制面板
面板功能：
1)從主控制系統(tǒng)接收信號(hào)并向驅(qū)動(dòng)板提供控制信號(hào)；
2)實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)并向主控系統(tǒng)報(bào)告故障信息；
3)給單元驅(qū)動(dòng)板通電。
電路板接口：
1)光纖接口：與主控系統(tǒng)通信；
2)24V電源輸入接口：接電源板；
3)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Top1、Top2、/Lock)接口：連接驅(qū)動(dòng)板；
4)15V電源輸出接口：與驅(qū)動(dòng)板連接，為驅(qū)動(dòng)板供電；
5)過壓欠壓檢測(cè)接口：與機(jī)組正負(fù)母線連接；
6)缺相檢測(cè)接口：連接熔斷器輔助開關(guān)；
7)過熱檢測(cè)接口：連接溫度檢測(cè)開關(guān)；
8)上電可控硅驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口：連接上電可控硅門；
9)旁路可控硅驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口：接旁路可控硅的門；
10)旁路OK信號(hào)檢測(cè)接口：連接旁路OK板。
3.單元驅(qū)動(dòng)板
面板功能：
接收單元控制板的控制信號(hào)，為單元上的四個(gè)IGBT提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，監(jiān)控驅(qū)動(dòng)故障并向單元控制板報(bào)告。
板件接口：
1)15V電源輸入接口：接單元控制板；
2)輸入信號(hào)（Top1、Top2、/Lock）：接單元控制板；
3)輸出信號(hào)（ERRout）：接單元控制板；
4)輸出信號(hào)（TOP1、BOT1、TOP2、BOT2路IGBT驅(qū) 動(dòng)信號(hào)）：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(fā)出旁通信號(hào)以后，對(duì)旁通回路進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)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(xiàn)對(duì)功率單元部分的主要故障及其對(duì)策介紹如下：
一、單元驅(qū)動(dòng)故障
（一）檢測(cè)目的
防止單元在驅(qū)動(dòng)電路有故障、IGBT有故障、外部短路或過流狀態(tài)下工作，造成故障進(jìn)一步擴(kuò)大。
（二）故障原因及對(duì)策
★原因1：?jiǎn)卧敵鲞^流或單元外部出現(xiàn)短路情況。
對(duì)策：查看負(fù)載有無(wú)故障，參數(shù)設(shè)置是否合理。
★原因2：IGBT損壞。
對(duì)策：檢查IGBT，更換損壞的器件。
★原因3：IGBT與單元驅(qū)動(dòng)板之間的接線錯(cuò)誤或者松動(dòng)。
對(duì)策：檢查接線，確保接線正確無(wú)誤，牢固可靠。
★原因4：?jiǎn)卧?qū)動(dòng)板上的輸入電源電壓低于12V。
對(duì)策：檢查測(cè)試單元控制板上的電源輸出，做相應(yīng)處理。
二、單元通信故障（下行通信故障）
（一）檢測(cè)目的
當(dāng)單元與主控之間不能正常進(jìn)行通訊時(shí)，進(jìn)行停機(jī)處理。
（二）故障原因及對(duì)策
★原因1：?jiǎn)卧娫窗骞收蠈?dǎo)致無(wú)輸出或輸出電壓低于22V。
對(duì)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(duì)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(duì)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(tǒng)上電時(shí)報(bào)單元通信故障。
對(duì)策：更換充電電阻。
★原因5：光纖傳輸故障。
對(duì)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(cè)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(duì)策
★原因1：電網(wǎng)電壓過高，超出過壓報(bào)警點(diǎn)。
對(duì)策：監(jiān)視電網(wǎng)，確保電網(wǎng)的電壓波動(dòng)范圍不超過報(bào)警點(diǎn)。
★原因2：降速過程中參數(shù)設(shè)置不合理。
對(duì)策：重新設(shè)置參數(shù)。
★原因3：負(fù)載側(cè)有故障。
對(duì)策：檢查負(fù)載，確認(rèn)負(fù)載正常。
四、直流母線欠壓
（一）檢測(cè)目的
防止功率單元直流母線上電壓過低，系統(tǒng)不能正常工作。
（二）故障原因及對(duì)策
★原因1：電網(wǎng)電壓過低，出現(xiàn)暫降，低于欠壓報(bào)警點(diǎn)。
對(duì)策：監(jiān)視電網(wǎng)，確保電網(wǎng)的電壓波動(dòng)范圍不低于報(bào)警點(diǎn)。
五、單元輸入缺相
（一）檢測(cè)目的
防止功率單元長(zhǎng)期在缺相狀態(tài)工作，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)位置的移相變壓器次級(jí)繞組發(fā)熱而損壞。
（二）故障原因及對(duì)策
★原因1：?jiǎn)卧敵鲞^流導(dǎo)致輸入電流超過熔斷器的正常工作值而熔斷。
對(duì)策：查看負(fù)載有無(wú)故障，參數(shù)設(shè)置是否合理。
六、單元過熱
（一）檢測(cè)目的
防止IGBT的溫度過高而損壞。
（二）故障原因及對(duì)策
★原因1：故障單元對(duì)應(yīng)位置的濾網(wǎng)堵塞造成通風(fēng)不暢，散熱能力不夠，從而使IGBT的溫度逐漸上升直到報(bào)過熱故障。
對(duì)策：更換或清洗濾網(wǎng)。
★ 原因2：?jiǎn)卧裆系娘L(fēng)機(jī)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(bào)過熱故障。
對(duì)策：檢查維修風(fēng)機(jī)。
★ 原因3：溫度開關(guān)上的輸出信號(hào)線與單元控制板的連接端子松動(dòng)，或未插好。
對(duì)策：檢查并確認(rèn)連接穩(wěn)固。
