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发表人：baokang |
发表时间：2010/11/8 20:49:00 |
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| 本栏论题： |
西门子6SE70系列变频器驱动电路的工作原理及常见故障维修 [14937] |
西门子6SE70系列变频器的驱动电路
西门子6SE70系列变频器的逆变器件用的都是IGBT，IGBT是绝缘栅双极型晶体管，它是在MOSFET和GTR的结合下产生的，同时具备两者的优点：开关速度快、驱动电路简单、通流能力强。下面就是它的内部等效电路和它的电器符号：
要想使变频器能正常工作，输出稳定的三相交流电，就要对IGBT进行正确的驱动，使其准确无误的工作。那么驱动电路就显得尤为重要。下面就来重点讲解一下6SE70系列变频器的驱动电路。图一和图二是变频器输出其中一相的两个IGBT的驱动电路，图二中的A21和A22的引脚与图一中的11个引脚一一对应。下面就来讲解一下此电路的原理。
从图一中可以看出此电路是通过光耦来提供驱动信号，光耦A1458的特性是：2、3两个脚是它的信号输入端，8号脚和5号脚＋24V电源的输入脚，6号脚是信号输出脚，同时5号脚是电源和输出的共地脚。在电路中当光耦不导通时，输出是高电平，导通时输出低电平。下面会几种情况来介绍驱动电路的工作原理。
①电路中有IGBT存在，光耦不导通;
在做驱动板检测时通常通过短接板上IGBT的C、E两点来实现电路中IGBT存在的情况。对驱动板加电源后图一中的3号脚和5号脚之间的电压是＋24V，则4号脚和5号脚之间的电压是稳压管Z3的稳压值5.6V。由图二中可以看出上电后IGBT的G、E两端的静态电压是－5.6V，实现IGBTR 关断。
图一，在没有给光耦（JP1）导通信号时，光耦输出脚为高电平，则C点为高电平，那么Q1（5C）的基极为高电平，Q1截止，则A点为低电平，驱动管Q3、Q4不工作，6号脚为低电平，IGBT不导通。此时B点为低电平，Z2（12V稳压管）不工作，Q2（6C）截止。在图二中可以看到A21的7号脚通过4个并联的电阻和3号脚的＋24V相连，图一中7号脚的高电平使反馈光耦（JP2）导通，从图二中可以看出A21的9号脚输出低电平使5C导通，使A22的7号脚为高电平，导通A22中的反馈光耦使其9号脚输出低电平给CUVC控制板。
②电路中无IGBT，光耦导通；
此时光耦（JP1）导通，光耦的6号脚输出低电平，使Z1反向导通，则Q1（5C）处于导通状态，A点为高电平，此时可以通过两个支路来走，一是通过R11使Q3导通使6号脚输出一个高电平让IGBT导通；二是通过D3、R5、D5使Z2（12V稳压管）反向导通，从而使Q2（6C）导通并通过R6和D6把A点的电平拉低，使Q3截止，B点的电位为12.7V。由于电容C4、C5的存在，对信号有延迟的作用，所以A点的高电平必先经过第一支路使IGBT导通。在图二中可以看出IGBT1导通后使A21的8号脚和4号脚形成通路，图一中可以看到B点的12.7V被降到5.6V使Q2（6C）截止。可以看到当IGBT存在的时候，Q2就处于截止的状态。此时，图二中A21的7号脚的高电平使反馈光耦（JP2）导通，通过A22的9号脚输出低电平到CUVC控制板。
③无IGBT，无导通信号；
此时图一中的Q1、Q2都截止，反馈光耦（JP2）导通，通过A22的9号脚输出低电平到CUVC控制板。
④无IGBT，有导通信号；
因为此时没有IGBT存在，则A21（或A22）的无法形成通路，则图一中的Q2（6C）导通，A点的高电平被吊低。那么Q3和Q4截止，6号无输出。由于Q2导通，则A21的7号脚的高电平通过Q2被拉低。反馈光耦（JP2）不导通，9号脚输出高电平，则A22的反馈光耦不导通，9号脚输出高电平到CUVC控制板。当然没有IGBT的状态是错误的状态，所以高电平的反馈信号也是错误的状态。
变频器输出的三相中每一相都有两个IGBT，图二中A21及其驱动的IGBT1组成的电路被称作上路，A22及其驱动的IGBT2组成的电路被称作下路。从上面的分析可以知道上路的反馈信号是通过下路输出给CUVC控制板的。以上的四种工作状态是对上路的工作原理的分析，下路的工作原理中除了反馈信号是通过它本身反馈信号输出给CUVC控制板，其他部分的同上路，在这里就不再赘述了。
从以上的分析可以得出，变频器在正常的工作状态下反馈光耦输出的信号始终是低电平，而且反馈光耦（JP2）始终处于导通的状态。所以驱动电路中最易损坏的元器件就非JP2莫属了。另外图一中Z3和Q3、Q4两个对管也比较容易损坏，原因有二：一是时间长了导致器件老化，因为这几个器件在电路中是损耗较大的，也更容易老化。二是IGBT损坏导致它们的终结。
注：JP1的导通信号为方波，幅值大约在2.5V－4V之间，频率控制在10KHz－15KHz比较合适。
在日常维修常见的与驱动电路有关的故障有：
①故障号“F026”，此故障是在变频器自检正常后，给开机信号后变频器报出的故障号，多数情况是图一中8号角端的零电阻变值或开路，导致反馈信号输出高电平，一般更换后故障消失，可正常开机。也有少数情况是图一中的JP2反馈光耦老化不能正常工作，导致反馈信号输出高电平，一般更换后可正常开机。
②变频器可正常开机，并且没有报警，但是变频器输出的三相交流电压不平衡，即缺相。即有至少一相没有输出电压，此时如果接有电机的话，电机会出现抖动现象。造成这种现象的主要原因是图一中的JP1光耦的老化功能不正常，不能正常工作造成的，一般更换后机器正常输出稳定的三相电压。
③逆变功率模块IGBT损坏，这种情况下驱动电路几乎是不会幸存的，因为IGBT损坏的话，变频器主回路直流560V的高压会在瞬间通过损坏的IGBT控制极进入驱动电路，造成毁灭性的破坏，这种情况下的维修也是比较困难的，很多元器件如：图一中的对管Q3和Q4、端子4和5之间的5.6V稳压管Z3、端子3和4之间的3.9K电阻R12以及JP1和JP2等等。
以上三种情况是我在日常维修中最常见到的，实际的情况并不止这三种，在维修工作中总是会出现很多让你意想不到情况，所以维修中最重要的就是在日常工作中的积累，话说回来，只要对驱动电路的工作原理了解透彻了，即使出现了你从来来没有见过的故障应付起来也会得心应手。以上三点并不一定全部正确，但至少包括了驱动电路故障的大部分情况，仅供参考。
以上是我在日常工作中的一点总结和体会，希望可以给大家带来一点帮助。同时由于自己水平有限，难免有不足的地方，希望各位专家师傅多多批评，不吝赐教。
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以下是关于《西门子6SE70系列变频器驱动电路的工作原理及常见故障维修》论题的回复（共5篇） |
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w相没有输出，万用表检查IGBT均能导通关断。触发板无明显损坏。求助。6SE7032-1EG60
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我在检修中遇到一台变频，开始显示F026，后检查是JP2输出电源正极不通，后用一根导线直接将11脚接到JP2的8脚处，然后F026故障好了，但IGBT的驱动信号却出现了不平衡的状态，6个管的驱动中有5个用数字万用表测的频率为1.0KHz,只有修过的这块驱动板输出为0.5KHz,由于明显的出现不平衡现象，所以不敢通高压直流试，想问一下这种状态是什么原因造成的？
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这个不错，理论联系实际，专业性太强，一般都是专业维修用，果断收藏
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