变频器逆变输出模块损坏的几大原因

一、由负载异常引起的损坏

用上变频器，电机真的不会烧吗?我的答案是：相对于工频供电，用上变频器，电机倒是更容易烧了，而电机的容易烧，使得变频器逆变模块也容易一块“报销”掉。变频器的灵敏的过流保护电路，在此处偏偏手足无措，起不到丝毫作用。这是导致变频器模块损坏的一大外部原因。听我道出其中原委。

    在此之前，电机好像是是真的没有问题，运行得好好的，测测运行电流，因为负荷较轻，才达到一半的额定电流;测测三相供电， 380V  ，平衡和稳定得很。真像是变频器的损坏，连带着损坏了电机。

    我要是在场的话，就会这样主公道：不怨变频器，是你的电机已经“病入膏肓”，突然发作，捎带着损坏了变频器!

接入变频器后，电机的供电条件由此变得“恶劣”了：变频器输出的 PWM 波形，实为数 kHz 乃至十几 kHz 的载波电压，在电机绕组供电回路中，还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知，流过电感电流的变化速度越快，电感的感生电压也越高。电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷，因不耐高频载波下感生电压的冲击，于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。电机绕组的由相间、匝间短路造成了电机绕组的突然短路，在运行中——模块炸掉了，电机烧毁了。

　　变频器在起动初始阶段，因输出频率和电压均在较低的幅值内，负载电机存在故障时，虽造成较大的输出电流，但此电流往往在额定值以内，电流检测电路及时动作，变频器实施保护停机动作，模块无炸毁之虞。但若在全速(或近于全速)运行情况下，三相输出电压与频率均达较高的幅值，此时电机绕组若有电压击穿现象，会于瞬间形成极大的浪涌电流，则逆变模块在电流检测电路动作之前，已经无法承受而炸裂损坏了。

　　此类故障对变频器的逆变输出模块是致命的打击，无可逃避的。

　　其它由供电或负载方面引起的原因，如过、欠压、负载重、甚至堵转引起的过流等故障，在变频器的保护电路正常的前提下，是能有效保护模块安全的，模块的损坏机率将大为减小。在此不多讨论。

二、由变频器本身电路不良造成的模块损坏

1、 由驱动电路不良对模块会造成一级危害

　　由驱动电路的供电方式可知，一般由正、负两个电源供电。 +15V 电压提供 IGBT 管子的激励电压，使其开通。 -5V 提供 IGBT 管子的截止电压，使其可靠和快速的截止。当 +15V 电压不足或丢失时，相应的 IGBT管子不能开通，若驱动电路的模块故障检测电路也能检测 IGBT 管子时，则变频器一投入运行信号，即可由模块故障检测电路报出 OC 信号，变频器实施保护停机动作，对模块几乎无危害性。

　　而万一 -5V 截止负压不足或丢失时(如同三相整流桥一样，我们可先把逆变输出电路看成一个逆变桥，则由 IGBT 管子组成了三个上桥臂和三个下桥臂，如 U 相上桥臂和 U 相下桥臂的 IGBT 管子。)， 当任一相的上(下)桥臂受激励而开通时，相应的下(上)桥臂 IGBT 管子则因截止负压的丢失，形成由 IGBT 管子的集 - 栅结电容对栅 - 射结电容的充电，导致管子的误导通，两管共通对直流电源形成了短路!其后果是：模块都炸飞了!

　　截止负压的丢失，一个是驱动 IC 损坏所造成;还有可能是驱动 IC 后级的功率推动级(通常由两级互补式电压跟随功率放大器组成)的下管损坏所造成;触发端子引线连接不良;再就是驱动电路的负供电支路不良或电源滤波电容失效。而一旦出现上述现象之一，必将对模块形成致命的打击!是无可挽回的。

2 、脉冲传递通路不良，也将对模块形成威胁

　　由 CPU 输出的 6 路 PWM 逆变脉冲，常经六反相(同相)缓冲器，再送入驱动 IC 的输入脚，由 CPU 到驱动 IC ，再到逆变模块的触发端子， 6 路信号中只要有一路中断——

　　( 1 )、变频器有可能报出 OC 故障。逆变桥的下三桥臂 IGBT 管子，导通时的管压降是经模块故障检测电路检测处理的，而上三桥臂的 IGBT 管子，在小部分变频器中，有管压降检测，大部分变频器中，是省去了管压降检测电路的。当丢失激励脉冲的 IGBT 管子，恰好是有管压降检测电路的，则丢失激励脉冲后，检测电路会报出 OC 故障，变频器停机保护;

　　( 2 )、变频器有可能出现偏相运行。丢失激励脉冲的该路 IGBT 管子，正是没有管压降检测电路的管子，只有截止负压存在，能使其可靠截止。该相桥臂只有半波输出，导致变频器偏相运行，其后果是电机绕组中产生了直流成分，也形成较大的浪涌电流，从而造成模块的受冲击而损坏!但损坏机率较第一种原因为低。

　　若此路脉冲传递通路一直是断的，即使模块故障电路不能起到作用，但互感器等电流检测电路能起到作用，也是能起到保护作用的，但就怕这种传递通路因接触不良等故障原因，时通时断，甚至有随机性开断现象，电流检测电路莫名所以，来不及反应，而使变频器造成“断续偏相”输出，形成较大冲击电流而损坏模块。

　　而电机在此输出状态下会“跳动着”运行，发出“咯楞咯楞”的声音，发热量与损耗大幅度上升，也很容易损坏。

3 、电流检测电路和模块温度检测电路失效或故障，对模块起不到有效地过流和过热保护作用，因而造成了模块的损坏。

4 、主直流回路的储能电容容量容量下降或失容后，直流回路电压的脉动成分增加，在变频器启动后，在空载和空载时尚不明显，但在带载起动过程中，回路电压浪起涛涌，逆变模块炸裂损坏，保护电路对此也表现得无所适从。

　　对已经多年运行的变频器，在模块损坏后，不能忽略对直流回路的储能电容容量的检查。电容的完全失容很少碰到，但一旦碰上，在带载启动过程中，将造成逆变模块的损坏，那也是确定无疑的!

　　三、质量低劣、偷工减料的少部分国产变频器，模块极易损坏

　　这是国民劣根性的一种体现，民族之痒啊。不错，近几年变频器市场的竞争日趋激烈，变频器的利润空间也是越来越狭窄，但可以通过技术进步，提高生产力等方式来提高自身产品的竞争力。而采用以旧充新、以次充好、并用减小模块容量偷工减料的方式，来增加自己的市场占有率，实是不明智之举呀，纯属一个目光短浅的短期行为呀。

1 、质量低劣、精制滥造，使得变频器故障保护电路的故障率上升，逆变模块因得不到保护电路的有效保护，从而使模块损坏的机率上升。

2 、逆变模块的容量选取，一般应达到额定电流的 2.5 倍以上，才有长期安全运行的保障。如 30kW 变频器，额定电流为 60A ，模块应选用  150A 至 200A 的。用 100A 的则偏小。但部分生产厂商，竟敢用 100A  模块安装!更有甚者，还有用旧模块和次品模块的。此类变频器不但在运行中容易损坏模块，而且在启动过程中，模块常常炸裂!现场安装此类变频器的工作人员都害了怕，远远地用一支木棍来按压操作面板的启动按键。

这类机器，因价格低廉，初上市好像很“火”，但用不了多长时间，厂家也只有倒闭一途了。

这第三种模块损坏的原因本来不应该成为一种原因的，但愿不远的将来，模块损坏的原因，只剩下前两种原因。

　　对国产变频器来说，有时候是一粒老鼠粪坏了一锅汤啊。好多变频器也还是不错的，与国外产品相比毫不逊色，且质优价廉的呀。