一,、由負(fù)載異常引起的損壞
誠(chéng)然，變頻器的保護(hù)電路已經(jīng)相當(dāng)完善,。對(duì)價(jià)值昂貴的逆變模塊的保護(hù),，各個(gè)變頻器廠家都在其保護(hù)電路上做足了功夫,，從輸出電流檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)電路的IGBT管壓降檢測(cè)，并努力追求以最快的應(yīng)變速度實(shí)施最快速的過(guò)載保護(hù),！從電壓檢測(cè)到電流檢測(cè)，從模塊溫度檢測(cè)到缺相輸出檢測(cè)等,，還未見有哪種電器的保護(hù)電路,，像變頻器這樣做得專注而投入。而變頻器的銷售人員,，提到變頻器的性能時(shí),，也必提及變頻器的保護(hù)功能，常常不自覺地對(duì)用戶許諾：用上變頻器,，其全面的保護(hù)功能,，你的電機(jī)就不容易燒了。這位銷售人員不知道,，這句許諾,，將給自己帶來(lái)極大的被動(dòng)！
用上變頻器,，電機(jī)真的不會(huì)燒嗎,？我的答案是：相對(duì)于工頻供電，用上變頻器,，電機(jī)倒是更容易燒了,，而電機(jī)的容易燒，使得變頻器逆變模塊也容易一塊“報(bào)銷”掉,。變頻器的靈敏的過(guò)流保護(hù)電路,，在此處偏偏手足無(wú)措，起不到絲毫作用,。這是導(dǎo)致變頻器模塊損壞的一大外部原因,。聽我道出其中原委。
一臺(tái)電機(jī),，在工頻狀態(tài)下能夠運(yùn)行,，雖然運(yùn)行電流較之額定電流稍大，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行有一定的溫升,。這是一臺(tái)帶病的電機(jī),，在燒掉之前確實(shí)是能夠運(yùn)行的。但接入變頻器后,，會(huì)出現(xiàn)頻繁過(guò)載,，以至不能運(yùn)行。這還不要緊,。
一臺(tái)電機(jī),，在工頻狀態(tài)下能夠運(yùn)行,，用戶已經(jīng)正常使用多年了，請(qǐng)注意“多年”兩個(gè)字,。用戶想到要節(jié)約電費(fèi),，或因工藝改造的原因，需要進(jìn)行變頻改造,。但接入變頻器后,，會(huì)頻跳OC故障，這是好的,，保護(hù)停機(jī)了,，模塊沒有壞掉?？膳碌氖?，變頻器并不馬上跳OC故障，而是毫無(wú)來(lái)由地在運(yùn)行中——運(yùn)行了才三,、兩天的光景,，模塊炸掉了，電機(jī)燒毀了,。用戶賴了銷售人員一把：你裝的變頻器質(zhì)量差,，燒了我的電機(jī)，你要賠我的電機(jī),！
在此之前,，電機(jī)好像是是真的沒有問(wèn)題，運(yùn)行得好好的,，測(cè)測(cè)運(yùn)行電流,，因?yàn)樨?fù)荷較輕，才達(dá)到一半的額定電流,；測(cè)測(cè)三相供電,，380V，平衡和穩(wěn)定得很,。真像是變頻器的損壞,，連帶著損壞了電機(jī)。
我要是在場(chǎng)的話,，就會(huì)這樣主公道：不怨變頻器,，是你的電機(jī)已經(jīng)“病入膏肓”，突然發(fā)作,，捎帶著損壞了變頻器,！
運(yùn)行多年的電機(jī)，因電機(jī)的運(yùn)行溫升和受潮等原因，繞組的絕緣程度已大大降低,，甚至有了明顯的絕緣缺陷,，處于電壓擊穿的臨界點(diǎn)上。工頻供電情況下,，電機(jī)繞組輸入的是三相50Hz的正弦波電壓,，繞組產(chǎn)生的感生電壓也較低，線路中的浪涌分量較小,，電機(jī)絕緣程度的降低,，也許只是帶來(lái)了并不起眼的“漏電流”，但繞組的匝間和相間,，還未能產(chǎn)生電壓擊穿現(xiàn)象,，電機(jī)還在“正常運(yùn)行”,。應(yīng)該說(shuō),，隨著絕緣老化程度的進(jìn)一步加深，即使還是在工頻供電情況下,，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái),，該臺(tái)電機(jī)終會(huì)因絕緣老化造成相間或繞組間的電壓擊穿而燒毀。但問(wèn)題是,，現(xiàn)在并沒有燒毀,。
接入變頻器后，電機(jī)的供電條件由此變得“惡劣”了：變頻器輸出的PWM波形,，實(shí)為數(shù)kHz乃至十幾kHz的載波電壓,，在電機(jī)繞組供電回路中，還會(huì)產(chǎn)生各種分量的諧波電壓,。由電感特性可知,，流過(guò)電感電流的變化速度越快，電感的感生電壓也越高,。電機(jī)繞組的感生電壓比工頻供電時(shí)升高了,。在工頻供電時(shí)暴露不出的絕緣缺陷，因不耐高頻載波下感生電壓的沖擊,，于是繞組匝間或相間的電壓擊穿產(chǎn)生了,。電機(jī)繞組的由相間、匝間短路造成了電機(jī)繞組的突然短路,，在運(yùn)行中——模塊炸掉了,，電機(jī)燒毀了。
變頻器在起動(dòng)初始階段,，因輸出頻率和電壓均在較低的幅值內(nèi),，負(fù)載電機(jī)存在故障時(shí)，雖造成較大的輸出電流，但此電流往往在額定值以內(nèi),，電流檢測(cè)電路及時(shí)動(dòng)作,，變頻器實(shí)施保護(hù)停機(jī)動(dòng)作，模塊無(wú)炸毀之虞,。但若在全速（或近于全速）運(yùn)行情況下,，三相輸出電壓與頻率均達(dá)較高的幅值，此時(shí)電機(jī)繞組若有電壓擊穿現(xiàn)象,，會(huì)于瞬間形成極大的浪涌電流,，則逆變模塊在電流檢測(cè)電路動(dòng)作之前，已經(jīng)無(wú)法承受而炸裂損壞了,。
由此看出,，保護(hù)電路不是萬(wàn)能的，任何保護(hù)電路都有它的“軟肋”所在,。變頻器對(duì)全速運(yùn)行中,，電機(jī)繞組的突發(fā)性電壓擊穿現(xiàn)象，是無(wú)能為力的,，起不到有效保護(hù)作用的,。而不唯變頻器保護(hù)電路，任何電機(jī)保護(hù)器,，對(duì)此類突發(fā)故障,，都不能實(shí)施有效的保護(hù)。此類突發(fā)故障出現(xiàn)時(shí),，只能宣告：該臺(tái)電機(jī)確實(shí)已經(jīng)“壽終正寢”了,。
此類故障對(duì)變頻器的逆變輸出模塊是致命的打擊，無(wú)可逃避的,。
其它由供電或負(fù)載方面引起的原因,，如過(guò)、欠壓,、負(fù)載重,、甚至堵轉(zhuǎn)引起的過(guò)流等故障，在變頻器的保護(hù)電路正常的前提下,，是能有效保護(hù)模塊安全的,，模塊的損壞機(jī)率將大為減小。在此不多討論,。
二,、由變頻器本身電路不良造成的模塊損壞
1、由驅(qū)動(dòng)電路不良對(duì)模塊會(huì)造成一級(jí)危害由驅(qū)動(dòng)電路的供電方式可知,，一般由正,、負(fù)兩個(gè)電源供電。+15V電壓提供IGBT管子的激勵(lì)電壓，使其開通,。-5V提供IGBT管子的截止電壓,，使其可靠和快速的截止。當(dāng)+15V電壓不足或丟失時(shí),，相應(yīng)的IGBT管子不能開通,，若驅(qū)動(dòng)電路的模塊故障檢測(cè)電路也能檢測(cè)IGBT管子時(shí)，則變頻器一投入運(yùn)行信號(hào),，即可由模塊故障檢測(cè)電路報(bào)出OC信號(hào),，變頻器實(shí)施保護(hù)停機(jī)動(dòng)作，對(duì)模塊幾乎無(wú)危害性,。
而萬(wàn)一-5V截止負(fù)壓不足或丟失時(shí)（如同三相整流橋一樣,，我們可先把逆變輸出電路看成一個(gè)逆變橋，則由IGBT管子組成了三個(gè)上橋臂和三個(gè)下橋臂,，如U相上橋臂和U相下橋臂的IGBT管子,。），當(dāng)任一相的上（下）橋臂受激勵(lì)而開通時(shí),，相應(yīng)的下（上）橋臂IGBT管子則因截止負(fù)壓的丟失,，形成由IGBT管子的集-柵結(jié)電容對(duì)柵-射結(jié)電容的充電,，導(dǎo)致管子的誤導(dǎo)通,，兩管共通對(duì)直流電源形成了短路！其后果是：模塊都炸飛了,！
截止負(fù)壓的丟失,，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)IC損壞所造成；還有可能是驅(qū)動(dòng)IC后級(jí)的功率推動(dòng)級(jí)（通常由兩級(jí)互補(bǔ)式電壓跟隨功率放大器組成）的下管損壞所造成,；觸發(fā)端子引線連接不良,；再就是驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)供電支路不良或電源濾波電容失效。而一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象之一,，必將對(duì)模塊形成致命的打擊,！是無(wú)可挽回的。
2,、脈沖傳遞通路不良,，也將對(duì)模塊形成威脅
由CPU輸出的6路PWM逆變脈沖，常經(jīng)六反相（同相）緩沖器,，再送入驅(qū)動(dòng)IC的輸入腳,，由CPU到驅(qū)動(dòng)IC，再到逆變模塊的觸發(fā)端子,，6路信號(hào)中只要有一路中斷——
（1）,、變頻器有可能報(bào)出OC故障。逆變橋的下三橋臂IGBT管子，導(dǎo)通時(shí)的管壓降是經(jīng)模塊故障檢測(cè)電路檢測(cè)處理的,，而上三橋臂的IGBT管子,，在小部分變頻器中，有管壓降檢測(cè),，大部分變頻器中,，是省去了管壓降檢測(cè)電路的。當(dāng)丟失激勵(lì)脈沖的IGBT管子,，恰好是有管壓降檢測(cè)電路的,，則丟失激勵(lì)脈沖后，檢測(cè)電路會(huì)報(bào)出OC故障,，變頻器停機(jī)保護(hù),；
（2）、變頻器有可能出現(xiàn)偏相運(yùn)行,。丟失激勵(lì)脈沖的該路IGBT管子,，正是沒有管壓降檢測(cè)電路的管子，只有截止負(fù)壓存在,，能使其可靠截止,。該相橋臂只有半波輸出，導(dǎo)致變頻器偏相運(yùn)行,，其后果是電機(jī)繞組中產(chǎn)生了直流成分,，也形成較大的浪涌電流，從而造成模塊的受沖擊而損壞,！但損壞機(jī)率較第一種原因?yàn)榈汀?/p>
若此路脈沖傳遞通路一直是斷的,，即使模塊故障電路不能起到作用，但互感器等電流檢測(cè)電路能起到作用,，也是能起到保護(hù)作用的,，但就怕這種傳遞通路因接觸不良等故障原因，時(shí)通時(shí)斷,，甚至有隨機(jī)性開斷現(xiàn)象,，電流檢測(cè)電路莫名所以，來(lái)不及反應(yīng),，而使變頻器造成“斷續(xù)偏相”輸出,，形成較大沖擊電流而損壞模塊。
而電機(jī)在此輸出狀態(tài)下會(huì)“跳動(dòng)著”運(yùn)行,，發(fā)出“咯楞咯楞”的聲音,，發(fā)熱量與損耗大幅度上升，也很容易損壞,。
3,、電流檢測(cè)電路和模塊溫度檢測(cè)電路失效或故障,，對(duì)模塊起不到有效地過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)作用，因而造成了模塊的損壞,。
4,、主直流回路的儲(chǔ)能電容容量容量下降或失容后，直流回路電壓的脈動(dòng)成分增加,，在變頻器啟動(dòng)后,，在空載和空載時(shí)尚不明顯，但在帶載起動(dòng)過(guò)程中,，回路電壓浪起濤涌,，逆變模塊炸裂損壞，保護(hù)電路對(duì)此也表現(xiàn)得無(wú)所適從,。
對(duì)已經(jīng)多年運(yùn)行的變頻器,，在模塊損壞后，不能忽略對(duì)直流回路的儲(chǔ)能電容容量的檢查,。電容的完全失容很少碰到,，但一旦碰上，在帶載啟動(dòng)過(guò)程中,，將造成逆變模塊的損壞,，那也是確定無(wú)疑的！
三,、質(zhì)量低劣,、偷工減料的少部分國(guó)產(chǎn)變頻器，模塊極易損壞
這是國(guó)民劣根性的一種體現(xiàn),，民族之癢啊,。不錯(cuò),，近幾年變頻器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,，變頻器的利潤(rùn)空間也是越來(lái)越狹窄，但可以通過(guò)技術(shù)進(jìn)步,，提高生產(chǎn)力等方式來(lái)提高自身產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,。而采用以舊充新、以次充好,、并用減小模塊容量偷工減料的方式,，來(lái)增加自己的市場(chǎng)占有率，實(shí)是不明智之舉呀,，純屬一個(gè)目光短淺的短期行為呀,。
1、質(zhì)量低劣,、精制濫造,，使得變頻器故障保護(hù)電路的故障率上升,，逆變模塊因得不到保護(hù)電路的有效保護(hù)，從而使模塊損壞的機(jī)率上升,。
2,、逆變模塊的容量選取，一般應(yīng)達(dá)到額定電流的2.5倍以上,，才有長(zhǎng)期安全運(yùn)行的保障,。如30kW變頻器，額定電流為60A,，模塊應(yīng)選用150A至200A的,。用100A的則偏小。但部分生產(chǎn)廠商,，竟敢用100A模塊安裝,！更有甚者，還有用舊模塊和次品模塊的,。此類變頻器不但在運(yùn)行中容易損壞模塊,，而且在啟動(dòng)過(guò)程中，模塊常常炸裂,！現(xiàn)場(chǎng)安裝此類變頻器的工作人員都害了怕,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地用一支木棍來(lái)按壓操作面板的啟動(dòng)按鍵。
容量偏小的模塊,，又要能勉強(qiáng)運(yùn)行,，模塊超負(fù)荷工作，保護(hù)電路形成同虛設(shè)（按變頻器的標(biāo)注功率容量來(lái)保護(hù)而不是按模塊的實(shí)際容量值來(lái)保護(hù)）,，模塊不出現(xiàn)頻繁炸毀,，才真是不正常了。
這類機(jī)器,，因價(jià)格低廉,，初上市好像很“火”，但用不了多長(zhǎng)時(shí)間,，廠家也只有倒閉一途了,。
這第三種模塊損壞的原因本來(lái)不應(yīng)該成為一種原因的，但愿不遠(yuǎn)的將來(lái),，模塊損壞的原因,，只剩下前兩種原因。
對(duì)國(guó)產(chǎn)變頻器來(lái)說(shuō),，有時(shí)候是一粒老鼠糞壞了一鍋湯啊,。好多變頻器也還是不錯(cuò)的，與國(guó)外產(chǎn)品相比毫不遜色,，且質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的呀,。