入门级变频器维修方法与技巧 (简版) 2/4
第二部分：变频器的主要结构。
变频器的主要结构可以用一句话来形容：交流变直流，直流再变交流。先说交流变直流的基础理论，首先一个原理要知道的是，交流耦合变压器不管是降压还是升压，变出来的还是交流电压，需要通过二极管整流之后才能得到直流电压，但是这个直流电压是不纯净的，用示波器就可以看到它还带有交流成分，需要加上滤波电容，去掉交流成分，电容的作用是隔直通交，这是电工常识里的理论。常说变频器里的大电容是储能电容，也是滤波电容。反正一句话，整流二极管将三相交流电整成直流电，IGBT再将直流电调制成频率可控的三相交流电，这就是变频器的主要结构。
变频器的详细结构按功能分类有：整流电路、滤波电路、开关电源、CPU主板、I/O接口电路、驱动电路、IGBT逆变电路、检测电路。以最普通的国产小功率（几千瓦到十几个千瓦）变频器为例，变频器的工作结构按电路流程描述如下，三相交流电接入三相整流桥，整流后得到直流母线电压，经过充电电阻供给储能电容，当电容上的直流电压达到开关电源最低工作电压后，开关电源启动并输出电压供给CPU主板电压和驱动板，CPU主板工作后显示屏工作，同时检测电源电压正常后，发出指令给继电器将充电电阻短接，以确保后续电流供应。驱动电路工作后输出负压，将IGBT各组控制极严格锁定在关断状态，当I/O电路接到运行、方向、频率等工作指令后，CPU命令驱动电路按程序设定的规律导通各个IGBT，产生一个频率和曲线特性可控的三相交流电流，驱动电机按照用户设定的方式运转。
这里有一个灵魂拷问，既然IGBT管的控制脚没有负压会导通，而每一相又是上下桥结构，那么上电初始阶段，电容已经充了一部分电压，比如充电到200V，而此时开关电源还没有工作，驱动电路也就没有负压，同时这200V的直流母线电压已经加到了IGBT桥组的正负极上，为什么IGBT管没有导通没有短路没有炸呢？这个问题我可以说在很多的书籍和资料上都没有单独列出来讲清楚。这就是变频器设计电路中一个必不可少的环节，都会在每只IGBT的控制极上并联一颗5---10K的电阻，这颗电阻能保证IGBT的控制极不导通，新买来的IGBT模块它的控制极上也有一个金属短路环，就是防止导通的。这个事情对于小功率变频器来讲不用考虑，因为这个电阻和IGBT模块都已经焊接在电路板上，而有些大功率变频器，厂家没有把门极保护板也就是那颗电阻设计在模块上焊死，而是用插头线连接，如果这个线松动或者脱落，对于变频器维修的时候就是个必须要考虑的问题。
更大功率的变频器基本结构也是如此，大同小异，比如不同的地方可能有，三相整流桥可能是普通整流桥加三相半控桥可控硅一起组成整流电路，那就少了充电电阻和继电器，比如雷诺尔RNB3000/70KW变频器、施耐德ATV61/45KW变频器，都是这种结构。维修这类变频器时注意一个特征，一是找到主整流电路的可控硅及触发电路，二是找到CPU板530V直流电压的供电电路，可控硅导通之前电子板是如何得到工作电压的，这两点搞清楚了，维修其他问题就和普通变频器一样了，基本都是按照故障代码去修。再大一点的变频器可能使用三相半控桥整流，用可控硅作为充电短接元件。
第三部分：变频器的分类。
一般分类方法都是通俗易懂的，各大变频器品牌官方网站的分类叫法基本都一致：通用型变频器、风机水泵型变频器、重载型变频器、矢量变频器、电梯专用变频器、煤矿防爆变频器、中压变频器、高压变频器，这些都是按功能用途来分类的。对于变频器维修技术人员来讲，我认为分成三类：开环工作的变频器、闭环工作的变频器、中高压等特殊变频器。开环变频器维修方法，随便找个小电机都可以试机，维修时遇到得也是最多的一种，闭环变频器（其实伺服驱动器也应该包含在这一类里面）如电梯专用变频器，维修时需要接入控制系统和反馈器件，维修比较麻烦（当然也有一相当部分品牌的电梯变频器是可以设置成开环模式来调试的，只不过一般修变频器的人员包括我自己，对这种机器的设置不了解不熟悉，更不敢轻易恢复参数因为装到电梯上不会调试）。中高压变频器里面中压变频器660V的，变频器维修倒是还比较接近通用变频器，但是高压变频器我想接触过的人就不多了，一是因为高压变频器一般是另一个细分行业的人在做，二是像利德华福等好多品牌，人家的客户都是备案保护的，不是主攻那块业务的几乎不会有客户主动找来。
很多矢量型变频器其实都是可以扩展PG卡完成闭环工作的，只是厂家出售的时候默认没有配PG卡，像安川的G7变频器和后来新型号的H1000变频器，它在开发的时候定位就是用于起重机，就会有配套的板卡，实际中大部分设备用的是无PG矢量功能。普通的矢量变频器维修的时候可以改成开环来维修，日常工作中维修最多的变频器就是可以开环运转的变频器，文章中一般情况下默认的也是针对通用变频器。
第四部分：变频器维修基本条件.
据我了解有相当一部分维修变频器的从业技术人员都是从家电维修技术转行过来的，这也是非常切实有效的途径，不管是维修什么电子产品，扎实的电子电路基础都是必不可少的软件条件。这些知识包括但不仅限于：电阻（包括色环电阻、贴片电阻）、电容、二极管、三极管、电感、可控硅、场效应管、IGBT、光电耦合器、单片机、MCU、CPU、比较器、各种传感器的识别、参数替换、好坏判断、拆装更换，掌握开关电源电路、振荡电路、比较器放大器电路等基础电路的分析。如果这些知识不全面，维修变频器时就可能遇到各种各样的瓶颈。
硬件方面必要的有三相或者单相380V电源，一般办公室或者写字楼里面没有供应三相交流电，可通过购买一只220V变380V的变压器来给变频器供电，但是这种方法很有局限性，因为单相升压变压器功率有限，所以维修后测试负载的功率就有限，对于很多大功率的变频器，或者用户那边送修时提供的变频器故障都不明确，修复后测试性能又要求相对较高的情况，就没办法有效测试了，妙工科技作为专业变频器维修服务商，早已使用三相交流电和升级了大功率对拖实验装置。
如果变频器出现缺相保护，可通过参数将其报警功能屏蔽，一般规律是这样，11KW以下变频器基本没有缺相保护，11KW至50KW的变频器，输入缺相保护可以通过参数设置屏蔽，有没有不能屏蔽的变频器记不清楚了，更大的变频器包括前面所有变频器缺相保护都可以通过短接检测光耦来实现不保护。然后是一台小功率三相交流电动机，几百瓦到几千瓦均可，用于测试变频器，功率不宜过大，要考虑维修小功率变频器，大功率变频器拖小功率电动机没问题，小功率变频器可拖不了大功率电动机，简易一点的维修部一般都是备一到两台几百到几千瓦小电机来试机。
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