詳析OC報警及報警屏蔽方法
——OC信號特性、來源、錯誤的報警及報警屏蔽方法
我們先看一下OC故障的生成機(jī)制，再進(jìn)而找到屏蔽OC故障的方法。
OC信號的特性：
由PC929內(nèi)部的IGBT保護(hù)電路的電路特性可知，IGBT保護(hù)電路可等效為2輸入端與門電路，邏輯關(guān)系式為AB=Y。在A、B端兩路輸入信號均為高電平時，輸出端Y端為高電平時，輸出OC信號。
OC信號的生成條件：
1）驅(qū)動IC處于脈沖傳輸狀態(tài)，有正常脈沖信號輸入，輸入端11腳也有正常脈沖信號輸出；2）OC故障檢測信號輸入端9腳同時為高電平。滿足內(nèi)部IGBT保護(hù)電路的OC信號輸出動作條件，從8腳輸出OC信號。
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圖1 屏蔽OC故障報警示意圖
OC信號的“瞬態(tài)”特性：
PC929的輸出OC信號，經(jīng)光耦合器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和隔離后，傳輸至MCU主板電路，MCU接受OC信號后，判斷IGBT出現(xiàn)嚴(yán)重過載故障，故停止脈沖信號的傳輸，同時在操作顯示面板給出OC故障報警（顯示OC或SC故障代碼）；隨后，PC929內(nèi)部IGBT保護(hù)電路因A端信號為低電平，AB=Y的邏輯關(guān)系不再成立，OC信號隨之消失。
這說明PC929輸出的OC信號是一個“瞬態(tài)信號”，不是在故障發(fā)生后一直“保持住”的。當(dāng)變頻器實(shí)施OC報警、停機(jī)保護(hù)動作后，我們在驅(qū)動電路（參見圖5-14）PC929的8腳或PC2的輸出端4腳，并不能檢測到OC信號——OC信號輸出時（PC1的8腳）表現(xiàn)為-9V*低電平和（PC2的4腳）0V低電平，此時驅(qū)動IC的報警過程“實(shí)際上”已經(jīng)結(jié)束。
變頻器說明書以對OC故障的注釋：
過電流，變頻器輸出電流超額定值的200%；變頻器輸出側(cè)（負(fù)載）短路；功率模塊短路。但一般對驅(qū)動電路異常所致的OC故障、電流互感器檢測電路異常誤報OC故障，未予提示。
OC信號的兩個來源：
通常，OC報警的信號來源有兩個：1）驅(qū)動IC報警，一般起動過程中，檢測到IGBT的嚴(yán)重過流（過電流為額定工作電流1.5~2倍以上）狀態(tài)時，輸出OC信號；2）電流檢測電路（指系由輸出電流互感器采樣的電流信號）報出的OC信號。在停機(jī)狀態(tài)，因電流檢測電路本身故障（如電流互感器損壞）產(chǎn)生誤報警信號，在運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重過流或三相電流嚴(yán)重不平衡時，報出OC信號。那么OC故障報警時，首先應(yīng)區(qū)分是驅(qū)動IC電路報警還是電流檢測電路報警。一般來說，驅(qū)動IC電路比較好找，電路面積大較顯眼，且易于采取報警屏蔽措施；電流檢測電路往往集中于MCU主板，查找比較費(fèi)力，屏蔽其信號也比較困難。因而經(jīng)常采取先排除動IC報OC故障的可能，再檢修電流檢測電路的方法，找到OC報警信號來源。若解除驅(qū)動IC的OC報警后，變頻器顯示與操作均正常，說明OC故障由動IC報出，須檢查逆變電路及驅(qū)動電路本身的故障。若變頻器仍報OC故障，則應(yīng)檢查電流檢測電路。
那么怎么知道是驅(qū)動IC報出了OC信號呢？當(dāng)將某路驅(qū)動IC電路的OC報警信號屏蔽，使其不再滿足OC報警條件，變頻器隨之不再報出OC故障，說明OC故障即是由該路驅(qū)動IC電路所報出。
OC報警的原因：
1）驅(qū)動供電的帶載能力差，使IGBT的導(dǎo)通管壓降增大；2）驅(qū)動IC或外接功率大器不良，驅(qū)動能力變差，使IGBT欠激勵導(dǎo)通電阻變大； 3）IGBT損壞或性能變差，導(dǎo)通通電阻變大； 4）驅(qū)動IC電路誤報警。
錯誤的OC報警：
PC929內(nèi)部IGBT管壓降檢測電路本身異常，則會使PC929在變頻器上電后即誤報OC故障，而且這個錯誤的報警狀態(tài)是可以檢測到的。如8腳內(nèi)部晶體管V3出現(xiàn)短路故障，則上電后，則變頻器上電后，光耦合器PC2即產(chǎn)生輸入電流，輸出端4腳變?yōu)?V低電平，向MCU報出OC故障；
OC報警失效：
PC929外部IGBT管壓降檢測電路本身異常，如二極管D1斷路，對IGBT導(dǎo)通管壓降檢測失效，則在故障時不能完成正常檢測與報警任務(wù)，可能會造成IGBT的過電流而損壞。
要想暫時解除驅(qū)動電路的OC信號報警，基本方法有3個：
1）切斷OC輸出信號的傳輸
暫時短接光耦合器PC2的輸入端1、2腳，使PC2停止信號輸出；將R11與電路暫時脫開（焊脫），使PC2失去輸入電流停止報警工作；將PC929的OC報警信號輸出端8腳暫時與電路板脫開；將PC2的信號輸出端4腳脫開。
2）切斷IGBT管壓降檢測信號輸入電路
將R7、或D3暫時焊開，使IGBT檢測輸入信號回路中斷，強(qiáng)制內(nèi)部IGBT保護(hù)電路不動作。
3）“人為生成IGBT正常開通信號”
a、將圖5-14中的a、b點(diǎn)用短接，即將二極管D1的負(fù)極與驅(qū)動供電的0V*點(diǎn)短接，相當(dāng)于將所驅(qū)動IGBT的C、E極短接，使c點(diǎn)電位變?yōu)?V*低電平，滿足PC929內(nèi)部IGBT保護(hù)電路對“IGBT正常開通”檢測信號輸入的要求；
b、將圖5-14中的c點(diǎn)與供電-9V*點(diǎn)短接，使 PC929的9腳輸入信號保持為低電平，滿足正常檢測信號的輸入要求。
c、短接二極管D2，將PC929的9腳輸入信號鉗位為低電平，“取消”IGBT保護(hù)電路對IGBT的“故障檢測權(quán)力”，PC929不會再報OC故障。
d、小功率變頻器，如果一體化功率模塊已脫離電路板，也可以將主端子U、N端暫時短接，達(dá)到屏蔽OC報警信號的目的。
信號屏蔽方法有多種，都能達(dá)到解除OC報警的要求，可據(jù)操作方便等具體情況而實(shí)施。作者本人習(xí)慣于采用“人為生成IGBT正常開通信號”的方法，不需要將元件焊離電路，方法簡便。使MCU主板和驅(qū)動電路均處于脈沖信號的正常傳輸狀態(tài)，以便于對驅(qū)動電路的檢修。
注意：檢修完畢后，一定要將“暫時短接線”解除，恢復(fù)原電路狀態(tài)；使用“短接方法”，應(yīng)在電路無短路故障的危險——只在信號回路進(jìn)行，確保無短路電流產(chǎn)生——的情況下進(jìn)行。
（中華工控網(wǎng)原創(chuàng)文章 轉(zhuǎn)載請注明出處）
曠野之雪 2012-5-20
最后修改：2012/5/23 10:32:07
