某型三相中頻電源的原理分析及故障修理

某型三相中頻電源為某船供電的重要設(shè)備。其作為NF系列方位水平儀的系統(tǒng)電源，具有波形失真率小，輸出電壓穩(wěn)定，故障率低等特點(diǎn)。三相380V/50Hz電網(wǎng)電壓加到輸入變壓器初級(jí)，經(jīng)降壓、整流、濾波變成直流電壓U1；U1經(jīng)逆變器逆變成交流電壓U2；U2經(jīng)LC低通濾波器濾波后，就輸出所需要的110 V、500 Hz的正弦波電壓U0；U0經(jīng)電壓負(fù)反饋送回到逆變器作為逆變器中PWM電路的控制電壓Uf；Uf的大小控制了逆變器輸出電壓的脈沖寬度，從而決定了輸出電壓U0的大小，這一閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)了輸出電壓U0的穩(wěn)定。系統(tǒng)逆變器的工作頻率是由高頻晶振多級(jí)分頻而來(lái)，保證了輸出頻率的穩(wěn)定性；核心驅(qū)動(dòng)器件IGBT模塊具有低導(dǎo)通壓降、高開關(guān)速度、低電壓控制等優(yōu)點(diǎn)，使逆變橋的逆變效率高；另外該型三相中頻電源還具有欠壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、模塊過流保護(hù)等功能，可避免突發(fā)事件引起的故障，提高產(chǎn)品的可靠性。

1 系統(tǒng)操作要點(diǎn)

1) 開機(jī)。按下“通”按鈕，聽到“啪嗒”聲，看到按鈕發(fā)亮后松開手，電源進(jìn)入開機(jī)狀態(tài)，觀察面板上各表頭，輸入電壓應(yīng)在380(+6%～-10%)V以內(nèi)，輸出電壓在110 V±3%以內(nèi)，頻率應(yīng)為(500±0.5)Hz。滿足以上條件后才可按下供電按鈕。

2)關(guān)機(jī)。當(dāng)用電設(shè)備停止用電后,按下“關(guān)”按鈕，聽到“啪嗒”聲并看到“通”按鈕指示燈熄滅后松開手，完成關(guān)機(jī)操作。

2 系統(tǒng)電路板介紹及相關(guān)參數(shù)設(shè)定

該型三相中頻電源內(nèi)部包含3塊電路板，分別為直流組件電路板、控制組件電路板和驅(qū)動(dòng)組件電路板。其中直流組件電路板主要為系統(tǒng)提供直流電壓，所有參數(shù)已經(jīng)固化，不需要進(jìn)行更改；驅(qū)動(dòng)組件電路板完成IGBT驅(qū)動(dòng)功能，其中包含6個(gè)參數(shù)設(shè)定電位計(jì)，分別是1RP1、1RP2、2RP1、2RP2、3RP1、3RP2，完成3組IGBT驅(qū)動(dòng)模塊的供電電壓調(diào)節(jié)功能，本電路板要求通過這些電位計(jì)把驅(qū)動(dòng)模塊的電壓調(diào)節(jié)為20 V?？刂平M件電路板完成頻率信號(hào)的輸出、輸出電壓的反饋控制及一些相應(yīng)的保護(hù)功能，包含10個(gè)參數(shù)設(shè)定電位計(jì)，分別是RP1～RP10；其中RP1～RP3用來(lái)調(diào)節(jié)三相電壓UA、UB、UC的平衡性；RP4和RP5配合調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的輸出負(fù)載能力；RP6調(diào)節(jié)三相整體電壓高低；RP7調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出限止電流值；RP8調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出過壓保護(hù)值；RP9調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入過壓保護(hù)值；RP10調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入欠壓保護(hù)值。

3 系統(tǒng)維護(hù)中發(fā)生的問題及解決辦法

系統(tǒng)維護(hù)中發(fā)生的問題主要有：①系統(tǒng)上電后保險(xiǎn)絲熔斷，無(wú)法啟動(dòng)系統(tǒng)。檢查系統(tǒng)輸入變壓器初級(jí)和次級(jí)線圈阻值、IGBT模塊，發(fā)現(xiàn)IGBT模塊一路輸出控制短路。更換損壞IGBT(要求IGBT的驅(qū)動(dòng)線緊緊地絞合在一起)。②系統(tǒng)上電后3相電壓缺相；其中一相電壓為其他兩相電壓一半左右。檢查3組IGBT性能參數(shù)，驅(qū)動(dòng)模塊工作狀況，驅(qū)動(dòng)模塊供電電壓。 查出6組供電電壓中，其中一組為0 V，更換損壞的穩(wěn)壓芯片和調(diào)節(jié)電位計(jì)。③系統(tǒng)上電后三項(xiàng)電壓不平衡。用示波器查看電路板各控制部分波形。調(diào)節(jié)控制組件電路板上RP1～RP3電位計(jì)將系統(tǒng)三相電壓調(diào)制平衡后，再調(diào)節(jié)RP6使輸出電壓滿足要求。④系統(tǒng)上電時(shí)顯示功能均正常，外圍設(shè)備供電后，系統(tǒng)電壓降壓嚴(yán)重，且無(wú)法恢復(fù)。用示波器查看控制組件電路板N22A的5腳、9腳和12腳的電壓波動(dòng)情況。調(diào)節(jié)控制組件電路板上RP4和RP5電位計(jì)將系統(tǒng)輸出負(fù)載能力調(diào)高。

三相中頻電源的維修是一項(xiàng)精細(xì)的工作，要求維修者不僅要具有扎實(shí)的理論功底、熟練的操作技能，同時(shí)還要注重維修經(jīng)驗(yàn)的積累，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好的解決技術(shù)問題。

(海軍大連地區(qū)裝備修理監(jiān)修室 朱貴平，韓志偉，

任 軍，林華章 供稿)