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险些误判、误处置的变频器故障维修实例

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随着电子技术的飞速发展,目前在越来越多需要直流(多在DC100V以下场景)电源的设备当中,传统之体积笨重、转换效率低下的工频变压器以及关联电路早已销声匿迹,取而代之的是体积小巧、转换效率高、且更具价格优势的——开关电源。而今天变频器维修中心要分享的近期所处置的这例险些误判、误处置的变频器故障就同开关电源有直接的关系!

在开始正文以前,变频器维修中心先简单对开关电源的有关知识做一个简短的介绍:按照开关电源二次绕组(既输出端)同一次绕组的相位关系,可分为反激式开关电源和自激式开关电源两大类。在各类工控电子设备以及相当部分的家用电器当中(尤其是电磁炉、电压力锅、路由器、抽油烟机等小家电)均采用以UC28/38XX系列IC为代表的反激式开关电源线路,这类开关电源的线路形式和工作原理,相对来说近乎固定和统一的。本次所分享的变频器便是采用UC3842 IC的反激式开关电源构造。接下来诸君请随我一起重温,此次故障的检修经历。

本月初,有客户将一台日业牌45KW变频器送至变频器维修中心维修店内,介绍其故障症状为:在复工使用运行一个月以后,该机出现了不定时“死机”故障——显示面板上BCD七段数码管全部点亮,显示出“8.8.8.8”字样,并且全部指示灯同数码管显示屏一道呈现出低频闪烁状态,此时包括“REST”键在内的所有按键均失灵。可难理解的是,该故障现象在持续一段时间后会自动消失,变频器又能恢复正常操作使用!


送走客户后,变频器维修中心给变频器三相380V维修电源展开检测。在开始的近一个小时当中,此变频器的表现是十分正常,且测得其有关交、直流电压值均正常!正当变频器维修中心就此推测故障原因极有可能是,该变频器安装使用地点存在电磁干扰所致时,原本正常的变频器居然在毫无征兆的情况下,发生了如客户所言的故障现象。有鉴于此,变频器维修中心遂推翻了早前的判断,开始怀疑变频器主板恐怕发生了问题。可就在准备停电之际,变频器维修中心却忽然注意到故障现象中一个被忽视的情况——显示面板上无论是指示所用发光二极管还是数码管的亮度,均较正常时偏暗许多!

险些误判、误处置的变频器故障维修实例

针对这一发现,变频器维修中心立即使用万用表测量变频器主板和显示面板的工作电压——原本正常的+5V电压,此刻居然跌落至+3.6V!并且在将该电源从此时,由于这种独特的故障现象,使变频器维修中心继续逆转变频器故障的可疑原因:由于开关电源变频器主板和显示板在5V电源电路中使用,滤波电容容忍度降低和波动,必然会导致5V输出电压的不确定性,当电容容量较大时,但输出电压可能不愿维持稳定,但是由于温度的使用,环境中的负荷变化,其滤波效果将显著降低,导致负荷容量损失,直接性能为电压值。当电压值降低到一定程度时,主板电路,特别是mcu部件会出现类似的断电复位现象,是本文的开头!,客户送走后,变频器维修中心会对变频器三相380V维修电源进行测试。前近一个小时这个变频器性能很正常,测得的交流和DC电压值都很正常!正如变频器维修中心推测故障原因很可能是变频器安装使用场所的电磁干扰造成的一样,原本正常的变频器出现了客户所说的故障现象,没有任何征兆。有鉴于此,变频器维修中心推翻了之前的判断,开始怀疑变频器主板有问题。甚至在准备停电的时候,变频器维护中心突然注意到故障现象中一个被忽视的情况——显示面板上的LED和数码管亮度比正常情况下暗很多!主控板上分离后,电压仍然维持在+3.7V!再次推翻有关故障原因的推测后,变频器维修中心将问题的源头锁定在变频器开关电源+5V输出回路上。文中附图一,便是该型变频器开关电源的原理图(其实近80%的变频器开关电源在稍作修改后,则近乎通用)。结合测量数据,变频器维修中心将引发故障的矛头直指开关电源二次侧+5V输出端低频滤波电解电容。使用电容表测量后,+5V输出端外观正常到不能再正常的16V 1000uF电解电容(图二)的容值居然呈现出在300uF处大幅波动的状态,实为典型的失容故障现象!

险些误判、误处置的变频器故障维修实例

此时,由于这种独特的故障现象,使得逆变器维修中心继续扭转变频器故障的可疑原因出现:由于开关电源转换器主板和显示板采用了5V电源电路,滤波电容容忍度和波动,不可避免地会导致5V输出电压的不确定性,不仅在电容容量高的情况下,而且由于温度的使用,环境中的负荷变化,其滤波效果会显著降低,导致负荷容量的损失,直接性能就是电压降低。当电压值降低到一定程度时,主电路,特别是主板的mcu部分会出现类似的断电现象,这是本文重置电容器故障现象的开始!


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