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      險些讓老電工誤判、誤處置的變頻器故障維修紀實

      2020-4-29 21:06| 編輯:電工學習網| 查看: 1535| 評論: 0|來自: 原創

      摘要: 隨著電子技術的飛速發展,目前在越來越多需要直流(多在DC100V以下場景)電源的設備當中,傳統之體積笨重、轉換效率低下的工頻變壓器以及關聯電路早已銷聲匿跡,取而代之的是體積小巧、轉換效率高、且更具價格優勢的 ...
           隨著電子技術的飛速發展,目前在越來越多需要直流(多在DC100V以下場景)電源的設備當中,傳統之體積笨重、轉換效率低下的工頻變壓器以及關聯電路早已銷聲匿跡,取而代之的是體積小巧、轉換效率高、且更具價格優勢的——開關電源。而今天筆者要分享的近期所處置的這例險些誤判、誤處置的變頻器故障就同開關電源有直接的關系!
           在開始正文以前,筆者先簡單對開關電源的有關知識做一個簡短的介紹:按照開關電源二次繞組(既輸出端)同一次繞組的相位關系,可分為反激式開關電源和自激式開關電源兩大類。在各類工控電子設備以及相當部分的家用電器當中(尤其是電磁爐、電壓力鍋、路由器、抽油煙機等小家電)均采用以UC28/38XX系列IC為代表的反激式開關電源線路,這類開關電源的線路形式和工作原理,相對來說近乎固定和統一的。本次所分享的變頻器便是采用UC3842 IC的反激式開關電源構造。接下來諸君請隨我一起重溫,此次故障的檢修經歷。
           本月初,有客戶將一臺日業牌45KW變頻器送至筆者維修店內,介紹其故障癥狀為:在復工使用運行一個月以后,該機出現了不定時“死機”故障——顯示面板上BCD七段數碼管全部點亮,顯示出“8.8.8.8”字樣,并且全部指示燈同數碼管顯示屏一道呈現出低頻閃爍狀態,此時包括“REST”鍵在內的所有按鍵均失靈。可最難理解的是,該故障現象在持續一段時間后會自動消失,變頻器又能恢復正常操作使用!

           送走客戶后,筆者給變頻器通入三相380V維修電源展開檢測。在開始的近一個小時當中,此變頻器的表現是十分正常,且測得其有關交、直流電壓值均正常!正當筆者就此推測故障原因極有可能是,該變頻器安裝使用地點存在電磁干擾所致時,原本正常的變頻器居然在毫無征兆的情況下,發生了如客戶所言的故障現象。有鑒于此,筆者遂推翻了早前的判斷,開始懷疑變頻器主板恐怕發生了問題。可就在準備停電之際,筆者卻忽然注意到故障現象中一個被忽視的情況——顯示面板上無論是指示所用發光二極管還是數碼管的亮度,均較正常時偏暗許多!
       
           針對這一發現,筆者立即使用萬用表測量變頻器主板和顯示面板的工作電壓——原本正常的+5V電壓,此刻居然跌落至+3.6V!并且在將該電源從主控板上分離后,電壓仍然維持在+3.7V!再次推翻有關故障原因的推測后,筆者將問題的源頭鎖定在變頻器開關電源+5V輸出回路上。文中附圖一,便是該型變頻器開關電源的原理圖(其實近80%的變頻器開關電源在稍作修改后,則近乎通用)。結合測量數據,筆者將引發故障的矛頭直指開關電源二次側+5V輸出端低頻濾波電解電容。使用電容表測量后,+5V輸出端外觀正常到不能再正常的16V 1000uF電解電容(圖二)的容值居然呈現出在300uF處大幅波動的狀態,實為典型的失容故障現象!
           至此這例故障現象奇特,讓筆者接連不斷推翻猜測的變頻器故障原因得以水落石出:由于開關電源直供變頻器主板和顯示面板所用的+5V電源回路中,濾波電容的容值減小和波動,勢必導致+5V輸出電壓存在不確定性,既當該電容容值較高時可勉強維持輸出電壓穩定,但受使用環境中的溫度、負荷變化等因素影響,其濾波效果會大幅降低從而導致帶載能力隨之減弱,直接表現便是電壓值下降。當電壓值下降到一定程度后,主板電路尤其是MCU部分便會出現類似“斷電復位”的故障現象,也就是本文開頭的一幕!在將故障電容做更換后,這一奇特的變頻器故障現象便迎刃而解!

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