变频器维修手册
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第1章 检测与判断

☆☆☆ 1.1 分立元器件的检测与判断 ☆☆☆

★1.1.1 固定电阻的检测与判断

固定电阻可以采用万用表的电阻档来检测与判断:把万用表的两表笔,不分正负地分别与电阻的两端引脚可靠接触,然后读出万用表检测出的指示值即可。

实际检测中,为提高测量精度,则需要根据被测电阻的标称值大小来选择量程,以便使指示值尽可能落到全刻度起始的20%~80%弧度范围的刻度中段位置。另外,还要考虑电阻的误差等级。如果读数与标称阻值间超出误差范围,则说明该电阻值变值或者已损坏。

检测时需要注意的一些事项如下:

1)测几十千欧以上阻值的电阻时,手不要触及表笔与电阻的导电部分。

2)检测在线电阻时,应将电阻的一个引脚从电路上焊开,以免电路中的其他元器件对测试产生影响,造成测量误差。

提示:制动电阻的检测,首先检查制动电阻的接线是否正确,再用万用表电阻档测量制动电阻两端阻值来判断。更换制动电阻时,需要注意其选型事项:如果制动电阻选型偏大,则制动时母线电压会上升,可能导致发生过电压故障。一般而言,设备功率越大,制动电阻阻值越小、功率越大。

★1.1.2 熔断电阻的检测与判断

熔断电阻可以采用万用表的电阻档来检测与判断:首先选择万用表的R×1档,然后把万用表的两表笔不分正负地分别与电阻的两端引脚可靠接触,然后读出万用表检测出的指示值即可。如果测得的阻值为无穷大,则说明该熔断电阻已经开路;如果测得的阻值与标称值相差很大,则说明该电阻变值。

检测在线电阻时,应将熔断电阻的一个引脚从电路上焊开,以免电路中的其他元器件对测试产生影响,造成测量误差。

另外,对于过电流比较严重的熔断电阻,可以通过观察法来检测与判断:熔断电阻表面发黑、烧焦,一般说明该熔断电阻已经损坏。

★1.1.3 电位器的检测与判断

电位器可以采用万用表的电阻档来检测:

1)把万用表调到合适的电阻档。

2)认准活动臂端和固定臂端两端。

3)用万用表的电阻档测固定臂端两端,正常的读数应为电位器的标称阻值。如果万用表的指针不动或阻值相差很大,则说明该电位器已经损坏。

4)检测电位器的活动臂与固定臂端两端接触是否良好,即一表笔与活动臂端连接,另一表笔分别与臂端(固定臂两端中的任一端)连接,然后转动转轴,这时电阻值也随旋转逐渐变化,增大还是减小与逆时针方向旋转还是顺时针方向旋转有关。

如果万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象,则说明活动触点有接触不良的现象。

另外,电位器的检测也可以通过听声音与感觉法来判断:首先转动旋柄,感觉旋柄转动是否平滑、灵活;电位器开关通、断时“咔嗒”声是否清脆,如果有“沙沙”声,则说明该电位器质量不好。

★1.1.4 正温度系数热敏电阻的检测与判断

正温度系数(PTC)热敏电阻可以采用万用表R×1档来检测:首先把万用表调到R×1档,然后分为常温检测与加温检测来检测判断:

1)常温检测就是在室内温度接近25℃的情况下的检测。常温下检测PTC热敏电阻两引脚间的阻值,并且与标称阻值相比较,如果相差在±2Ω内,说明是正常的;如果相差很大,则说明该PTC热敏电阻性能不良或已经损坏。

2)加温检测就是将一热源(如电烙铁)靠近PTC热敏电阻对其进行加热,并且同时用万用表检测其阻值是否随温度的升高而增大。如果是,说明该PTC热敏电阻是正常的;如果阻值没有变化,说明该PTC热敏电阻性能变劣。注意:操作时,热源不要与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触,以防止烫坏PTC热敏电阻。

★1.1.5 负温度系数热敏电阻的检测与判断

负温度系数(NTC)热敏电阻可以采用万用表电阻档来检测,其分为常温检测与加温检测来检测判断:

1)常温检测的方法与普通固定电阻的检测方法基本一样。但是要注意NTC热敏电阻的标称温度一般是在环境温度25℃下进行的。因此,常温检测NTC热敏电阻时环境温度应尽量在25℃左右进行。另外,测量功率不得超过规定值,以免电流热效应引起测量误差。

2)加温检测就是将一热源(如电烙铁)靠近NTC热敏电阻对其进行加热,并且同时用万用表检测其阻值是否随温度的升高而减小。如果是,说明该NTC热敏电阻是正常的;如果阻值没有变化,说明该NTC热敏电阻性能变劣。注意:操作时,热源不要与NTC热敏电阻靠得过近或直接接触,以防止烫坏NTC热敏电阻。

★1.1.6 压敏电阻的检测与判断

压敏电阻可以采用万用表的R×1k档来检测:调好档位后,把两表笔分别接触压敏电阻两引脚,然后检测正、反向绝缘电阻。正常情况一般为无穷大;不为无穷大但有较大的阻值,说明压敏电阻存在漏电流现象;如果检测的阻值很小,则说明压敏电阻已经损坏。

★1.1.7 光敏电阻的检测与判断

光敏电阻可以根据其透光窗不受光情况下与受光情况下、时受光时不受光断断续续情况下的检测来判断:

1)透光窗不受光情况下的检测。首先用一张黑纸将光敏电阻的透光窗口遮住,然后用万用表检测此时的电阻,如果阻值接近无穷大,说明该光敏电阻性能良好;如果阻值很小或接近零,说明该光敏电阻已经损坏。

2)透光窗受光情况下的检测。首先用一光源对准光敏电阻的透光窗,然后用万用表检测此时的电阻,正常情况下,万用表的指针应有较大幅度的摆动,阻值明显变化,并且此时的阻值越小说明该光敏电阻性能越好;如果此时阻值很大甚至为无穷大,说明光敏电阻内部已经开路损坏。

3)透光窗时受光时不受光断断续续情况下的检测。首先将光敏电阻透光窗对准入射光线,然后用一张黑纸在光敏电阻的遮光窗上部来回晃动使其间断受光。这种情况下,万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动;如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动,说明该光敏电阻已经损坏。

★1.1.8 10pF以下固定电容的检测与判断

10pF以下固定电容可以采用检测电容定性来判断,也就是说,用万用表只能定性地检查其是否有漏电、内部短路或击穿现象。用万用表检测的主要要点如下:首先把万用表调到R×10k档,然后用两表笔分别任意接电容的两引脚端,此时,检测的阻值正常情况一般为无穷大;如果此时检测的阻值为零,则说明该电容内部击穿或者漏电损坏。

★1.1.9 电解电容的检测与判断

电解电容可以采用指针式万用表来检测,具体方法如下:

1)把万用表调到R×10k挡或R×1k、R×100档(1~47μF的电容,可以采用R×1k档来测量,大于47μF的电容可以采用R×100档来测量)。

2)检测脱离线路的电解电容的漏电电阻值,正常一般大于几百千欧。指针应有一顺摆动与一回摆动:采用万用表R×1k档,当表笔刚接通时,指针向右摆一个角度,然后指针缓慢地向左回摆,最后停下来。指针停下来所指示的阻值就是该电容的漏电电阻值。该漏电电阻值越大,则说明该电容质量越好;如果漏电电阻值为几十千欧,则说明该电解电容漏电严重。

3)在线检测。在线检测电容主要是检测开路、击穿两种故障。如果指针向右偏转后所指示的阻值很小(几乎接近短路),说明电容已击穿、严重漏电。测量时如果指针不偏转,说明电解电容内部断路;如果指针向右偏后无回转,但所指示的阻值不是很小,说明电容开路的可能性很大,应脱开电路进一步检测。

提示:变频器滤波电容的静电容量随着时间的推移会减少。因此,定期检测其静电容量,以达到其额定容量的85%为基准是判断其寿命的依据之一。

★1.1.10 电感的检测与判断

可以采用万用表来检查电感的好坏:首先选择指针式万用表的R×1档,然后测电感的电阻值,如果电阻极小,则说明电感基本正常;如果电阻为无穷大,则说明电感已经开路损坏。电感量相同的电感,电阻越小,品质因数越高。

提示:电流型变频器是将电流源的直流变换为交流的一种变频器,其直流回路的滤波一般是用电感;电压型变频器是将电压源的直流变换为交流的一种变频器,其直流回路的滤波一般是用电容。

★1.1.11 二极管的检测与判断

可以采用指针式万用表来判断二极管的极性:首先把万用表调到R×100或R×1k档,然后任意测量二极管的两引脚端,如果量出的电阻只有几百欧(正向电阻),则与万用表内电池正极相连的黑表笔所接的引脚端为二极管的正极,与万用表内电池负极相连的红表笔所接的引脚端为负极。

可以采用万用表来判断二极管的好坏,具体方法如下:

1)选择万用表的R×100或R×1k档,测正向电阻:测量硅二极管时,指针指示位置在中间或中间偏右一点;测量锗二极管时,指针指示在右端靠近满刻度的地方,说明所检测的二极管正向特性是好的。如果指针在左端不动,则说明所检测的管子内部已经断路。

2)测反向电阻:测量硅二极管时,指针在左端基本不动;测量锗二极管时,指针从左端起动一点,但不应超过满刻度的1/4,说明所检测的二极管反向特性是好的。如果指针指在0位置,说明检测的二极管内部已短路。

★1.1.12 晶体管的检测与判断

1.指针式万用表的使用

用指针式万用表判断晶体管好坏的方法与要点如下:如果是好的中、小功率晶体管,则用指针式万用表检测基极与集电极、基极与发射极正向电阻时,一般为几百欧到几千欧。其余的极间电阻都很高,一般为几百千欧。硅材料的晶体管要比锗材料的晶体管的极间电阻高。

如果检测得到的正向电阻近似为无穷大,则说明该晶体管内部断路;如果检测得到的反向电阻很小或为零,则说明该晶体管已经击穿或短路。

2.数字万用表的使用

用数字万用表判断晶体管好坏的方法与要点如下:首先把万用表调到二极管档,然后分别检测晶体管的发射结、集电结的正偏、反偏是否正常。如果用万用表检测晶体管发射结、集电结的正偏均有一定数值显示,或者正偏时万用表显示000,反偏时显示1,则说明该晶体管是好的;如果两次万用表均显示000,则说明该晶体管极间短路或击穿;如果两次万用表均显示1,则说明该晶体管内部已断路。另外,如果在检测晶体管中找不到公共B极,则说明该晶体管已损坏。

提示:晶体管在线处于放大状态的判断:只要测量晶体管三电极电压,然后比较它们的大小,就可以判断晶体管是否处于放大状态。对于NPN型而言,VC>VB>VE;对于PNP型而言,VC<VB<VE,则可以判断晶体管处于放大状态。

★1.1.13 光电晶体管的检测与判断

1.指针式万用表的使用

用指针式万用表判断光电晶体管好坏的方法与要点如下:首先把万用表调到R×1k档,再把光电晶体管的窗口用黑纸或黑布遮住,然后检测光电晶体管的两引脚引线间正向、反向电阻,正常均为无穷大。如果黑表笔接C极,红表笔接E极,有时可能指针存在微动,如果检测得出一定阻值或阻值接近0,则说明该光电晶体管已经漏电或已击穿短路。

然后不遮住光电晶体管的窗口(亮电阻),让光电晶体管接收窗口对着光源,黑表笔接C极,红表笔接E极,这时万用表指针向右偏转到15~35kΩ,并且向右偏转角度越大,则说明该光电晶体管是好的;如果亮电阻为无穷大,则说明光电晶体管已经开路损坏或灵敏度偏低。

说明:如果万用表黑表笔接E极,红表笔接C极,无论有无光照,阻值均为无穷大(或微动)。亮电阻检测时,如果光线强弱不同,则检测的阻值也不同。

2.数字万用表的使用

用数字万用表判断光电晶体管好坏的方法与要点如下:首先把数字万用表调到20kΩ档,然后红表笔接光电晶体管的C极,黑表笔接光电晶体管的E极。在完全黑暗的环境下检测,数字万用表应显示1;光线增强时,阻值应随之降低,最小可达1kΩ左右。如果与该检测现象相差较大,则说明该光电晶体管异常。

★1.1.14 功率场效应晶体管的检测与判断

1.指针式万用表的使用

功率场效应晶体管好坏的检测判断方法与要点如下:

1)首先把万用表调到R×1k档,然后检测场效应晶体管任意两引脚间的正向、反向电阻值。如果出现两次(或两次以上)电阻值较小,则说明该场效应晶体管已经损坏。

2)如果检测中仅出现一次电阻值较小(一般为数百欧),其余各次检测电阻值均为无穷大,则需要再做进一步的检测。将万用表调到R×1k档,然后检测漏极D与源极S间的正向、反向电阻值。对于N沟道场效应晶体管,红表笔接源极S,黑表笔先触碰栅极G后,再检测漏极D与源极S间的正向、反向电阻值。如果检测得到正向、反向电阻值均为0,则说明该场效应晶体管是好的。对于P沟道场效应晶体管,黑表笔接触源极S,红表笔先触碰栅极G后,再检测漏极D与源极S间的正向、反向电阻值。如果检测得到正向、反向电阻值均为0,则该场效应晶体管是好的,否则表明该场效应晶体管已经损坏。

3)说明:一些管子在栅极G、源极S间接有保护二极管,则上面的检测方法不适用。

2.数字万用表的使用

大功率场效应晶体管压降值为0.4~8V,大部分在0.6V左右。因此,可以采用数字万用表检测大功率场效应晶体管压降值来判断:损坏的场效应晶体管一般为击穿或短路损坏,各引脚间呈短路状态,则用数字万用表二极管档检测其各引脚间的压降值为0V或蜂鸣,这是检测损坏的标志。

★1.1.15 集成电路好坏的判断依据

集成电路好坏的判断,可以检测相关参数来进行,具体见表1-1。

表1-1 集成电路检测参数

★1.1.16 集成电路好坏的判断方法

集成电路的检测方法包括目测法、感觉法、电压检测法、电阻检测法、电流检测法、信号注入法、代换法、加热和冷却法、升压或降压法、综合法,具体见表1-2。

表1-2 集成电路的检测方法

(续)

★1.1.17 存储器的检测与判断

变频器存储器是把更改后的参数存储起来的一种器件。变频器出厂值参数则一般是存储在CPU中。对存储器好坏的简单判断:参数改变后,关机再启动时,改变的参数又恢复到出厂值,则说明存储器可能已损坏。

★1.1.18 比较器的检测与判断

一个比较器当+端比-端电压高时,其OUT输出端为高电平;当+端比-端电压低时,其OUT输出端为低电平。当输出为高电平时,VO一定要等于VCC1;当输出为低电平时,VO一定要等于VCC2。如果检测结果与此不相符合,则说明所检测的比较器可能已损坏。

注意:当VCC2接地时,要是输出电压为低电平,实际上测量有零点几伏或者更大的电压时,比较器不一定是损坏了。

★1.1.19 运算放大器放大能力的检测与判断

运算放大器放大能力的检测判断方法与要点如下:首先把集成运算放大器接上合适的电压,将万用表调到一定的直流电压档,然后输入端开路,输出端对负电源端的电压为一定放大倍数的电压。用螺丝刀触碰同相输入端、反相输入端,万用表指针应具有较大的摆动,则说明该被测的运算放大器的增益高;如果万用表指针摆动较小,则说明该被测的运算放大器放大能力较差。

说明:判断集成运算放大器的放大能力也可以在电路中设置调节电位器,然后通过调节电位器,以及同时检测运算放大器输出端的直流电压的变化范围来判断运算放大器的放大能力。也可以手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端(加入干扰信号),用万用表直流电压挡检测输出端与负电源端间的电压值(静态时电压值较高,加入干扰信号时会有较大幅度变化)来判断。

提示:运算放大器的+端与-端电压是相等的,即V1=V2。如果检测V1不等于V2,则说明所检测的运算放大器可能已损坏。

★1.1.20 光电耦合器的数字万用表+指针式万用表的检测与判断

普通光电耦合器图形符号如图1-1所示。

图1-1 普通光电耦合器图形符号

光电耦合器的数字万用表+指针式万用表检测判断方法与要点如下:首先把数字万用表调到NPN档,然后把光电耦合器内部的发光二极管的正极插入C极孔里,负极插入E极孔里。再把指针式万用表调到R×1k档,然后黑表笔接光敏晶体管的集电极,红表笔接发射极,并且利用万用表内部电池作为发光二极管的电源。C-E极间电阻的变化,会使指针式万用表指针偏转。如果指针式万用表指针向右偏转角度大,则说明该光敏耦合器的光电转化效率高;如果指针式万用表指针不偏转,则说明该光电耦合器的引脚可能存在接触不良等异常情况。

★1.1.21 光电耦合器的数字万用表的检测与判断

光电耦合器的数字万用表二极管档的检测判断方法与要点如下:首先把数字万用表调到二极管档,然后检测,其中测量输入侧正向压降一般为1.2V,反向为无穷大。输出侧正向压降与反向压降均接近无穷大,如果与正常值偏离太大,则说明光电耦合器异常。

★1.1.22 光电耦合器的双指针式万用表的检测与判断

光电耦合器的双指针式万用表的检测判断方法与要点如下:首先把一只万用表调到R×100,或者R×1k、R×10k电阻档检测发光二极管(红表笔接发光二极管的负极),然后把另一只万用表调到R×100档,同时检测光电耦合器的3、4脚(具体根据光电耦合器来定),也就是检测光电晶体管的集电极与发射极间的电阻,然后交换3、4脚的表笔,再检测一次,两次中有一次检测得到的阻值较小,一般为几十欧,此时黑表笔所接的就是光电晶体管的集电极,红表笔所接的就是光电晶体管的发射极。然后保持该种接法,将接1、2脚的万用表调到R×100档,如果这时光电耦合器3、4脚间的阻值发生明显变化,则说明该光电耦合器是好的;如果光电耦合器的3、4脚间的阻值不变或变化不大,则说明该光电耦合器可能已损坏。

该方法检测图例如图1-2所示。

图1-2 光电耦合器好坏的检测判断

★1.1.23 光电耦合器的指针式万用表的检测与判断

光电耦合器的指针式万用表电阻档的检测判断方法与要点如下:首先把万用表调到R×100电阻档,然后把万用表红表笔、黑表笔接输入端,检测发光二极管的正向、反向电阻,正常情况下,正向电阻一般为数十欧,反向电阻一般为几千欧到几十千欧。如果正向、反向电阻接近,则说明该被检测的发光二极管已经损坏。

然后选择万用表R×1电阻档,再把红表笔、黑表笔接到输出端检测正向、反向电阻,正常情况下均要接近于无穷大,否则,说明该光电耦合器的光电晶体管已经损坏。

然后把万用表调到R×10电阻挡,再把红表笔、黑表笔分别接到输入端、输出端检测发光二极管与光电晶体管间的绝缘电阻,发光二极管与光电晶体管间绝缘电阻正常应为无穷大,如果为低阻值,则说明该光电耦合器可能已损坏。

★1.1.24 光电耦合器的万用表与加电的检测与判断

光电耦合器的万用表与加电的检测判断方法与要点如下:首先按图1-3所示的检测线路连接好,即输入端接+5V电源,并且经限流电阻R。输出端接万用表的红表笔、黑表笔。万用表调到R×1或R×10档,检测正向电阻,正常情况下为10~100Ω。然后调换红表笔、黑表笔,检测反向电阻,正常情况下为无穷大。如果正向电阻偏差太大,则说明该光电耦合器损坏。如果反向电阻太小,则说明光电耦合器存在绝缘电阻降低、漏电、击穿损坏等异常情况。

图1-3 加电检测判断光电耦合器好坏

★1.1.25 数字集成电路的检测与判断

数字集成电路的检测判断方法与要点如下:常用数字集成电路为保护输入端与工厂生产的需要,其有的在每一个输入端分别对VDD、GND接了一个二极管。如果采用万用表二极管档检测,可检测出二极管效应。另外,VDD、GND间的静态电阻一般在20kΩ以上(见图1-4),如果小于1kΩ,则说明该数字集成电路可能异常。

图1-4 VDD与GND间的静态电阻

★1.1.26 74系列TTL型集成电路的检测与判断

74系列TTL型集成电路的检测判断方法与要点如下:首先把万用表调到电阻档,然后进行检测(见图1-5)。

首先检测电源端的正向、反向电阻,正向电阻是把万用表的黑表笔接集成电路的电源正脚VCC,红表笔接集成电路电源负脚GND。如果把表笔调换后检测,则为反向电阻检测。74系列TTL型集成电路电源正向电阻值不完全统一,一般在十几千欧到100kΩ;电源反向电阻一般在7kΩ左右。如果检测得到电源正向电阻值大于电源反向电阻值,并且阻值大小与上述数值基本一样,则说明检测的集成电路的电源电路是好的。

再检测电源负极脚与其他脚间的正向电阻(红表笔接电源负脚)、反向电阻值。74系列TTL型集成电路一般反向电阻为7~10kΩ;74系列TTL型集成电路正向电阻没有统一的数值,但一般是远大于反向电阻值,一般在100kΩ至无穷大。

图1-5 首先把万用表调到电阻档

说明:上面以用MW7型万用表为例,并且不适用于个别TTL型集成电路的检测规律。

★1.1.27 三端集成稳压器的检测与判断

三端集成稳压器的万用表+直流电源的检测判断方法与要点如下:首先按图1-6所示连接好线路。也就是在三端稳压器的1、2脚加上直流电压,即加入图中的可调直流电源E。使用时,注意输入电压Ui需要比稳压器的稳压值Uo至少要高2V,以及最高不得超过35V。然后把万用表调到直流电压档,再检测三端稳压器的3脚与2脚间的电压值,则该电压就是稳压器的稳定电压。然后将稳定电压与三端集成稳压器的标称电压进行比较,如果一致,则说明该三端集成稳压器性能良好;如果不一致,则说明该三端集成稳压器性能不良。

图1-6 检测线路

★1.1.28 逆变模块的检测与判断

逆变模块判断好坏的方法如下:

(1)准备工作

如果是在电路板上的逆变模块,则需要拆下其与外连接的电源线(R、S、T)、电机线(U、V、W)。选择万用表的R×1电阻档或二极管档。测定时必须确认滤波电容已完全放电后,才能进行检测。

(2)检测整流桥

测量整流上桥——黑表笔接主接线端子上的“+”,红表笔分别接R端、S端、T端。

测量整流下桥——红表笔接主接线端子上的“-”,黑表笔分别接R端、S端、T端。

正常情况一般整流桥压差为0.3~0.5V,六者数值偏差不大。如果与此有差异,则说明整流桥可能已损坏。

用万用表测量某变频器逆变IGBT整流桥端子的方法如图1-7所示。

图1-7 用万用表测量某变频器逆变IGBT整流桥端子的方法

(3)检测逆变桥

检测逆变上桥——黑表笔接“+”,红表笔分别接U端、V端、W端。

检测逆变下桥——红表笔接“-”,黑表笔分别接U端、V端、W端。

正常情况一般逆变压差为0.28~0.5V,六者数值偏差不大。如果与此有差异,则说明逆变桥可能已损坏。

(4)检测内置制动

变频器如果有内置制动(端子一般标B1、B2),其制动管好坏的检测方法如下:红表笔接“B2”,黑表笔接“B1”,正常一般在0.4V左右,如果与此有差异,则说明制动管可能已损坏。

逆变模块判断图解如图1-8所示。

图1-8 逆变模块判断图解

(5)检测逆变IGBT二极管特性

用万用表测量某变频器逆变IGBT整流桥端子的方法如图1-9所示。

图1-9 用万用表测量某变频器逆变IGBT整流桥端子的方法