Частотный преобразователь VLT: как разобрать для обслуживания и ремонта?

Частотный преобразователь VLT: как разобрать для обслуживания и ремонта?

Электрическое управляющее оборудование – преобразователи частоты VLT, нашли широкое применение в разных сферах. Эта марка приборов традиционно используется для управления электродвигателями, предоставляя пользователям удобный функционал плавного регулирования вращения ротора электромотора. Частотные преобразователи VLT демонстрируют на практике высокий уровень долговечности. Тем не менее, иногда отмечаются моменты выхода приборов из строя. Кроме того, независимо от параметра долговечности, время от времени необходимо проводить техническое обслуживание таких аппаратов.

Разборка преобразователя частоты для техобслуживания и ремонта

Конструктивно приборы VLT производства «Danfoss» (как и аналогичные устройства многих других фирм), оснащаются миниатюрным вентилятором, которым исполняются функции активного охлаждения. Вентилятор – действительно эффективное устройство воздушного охлаждения, однако вместе с этим такое устройство способствует накоплению пыли и грязи внутри системы. Соответственно, периодически частотный преобразователь требует элементарной очистки внутренней области.

VFD

Частотный преобразователь VLT разборка прибора
Снятые элементы частотного преобразователя – пользовательская панель управления и крышка интерфейсной области. Чтобы снять эти две детали, достаточно лёгким движением поддеть верхний край каждой панели отвёрткой 

Чтобы добраться до внутренних деталей частотного преобразователя VLT, необходимо извлечь электронный модуль из корпуса прибора. Однако прежде чем вскрыть корпусную часть, чтобы извлечь внутреннее содержимое, предварительно следует отделить от корпуса:

  1. Панель управления прибором.
  2. Крышку интерфейсной области.
  3. Отвернуть два крепёжных винта.

DELIXI

Частотный преобразователь - винты крепления корпуса
Процесс отворачивания крепёжных винтов корпуса после отделения панели управления и крышки интерфейсной области. Для отворачивания винтов крепления применяется отвёртка

Один крепёжный винт корпуса находится в области нижней части прибора, второй – напротив, размещён в области верхней. Оба крепёжных винта (головки винтов) рассчитаны под применение отвёртки типа «звёздочка».

Техническое обслуживание внутренней электроники

Завершив съём крепёжных винтов, приступают к отделению корпусной части. Здесь удобно использовать острую плоскую отвёртку, жало которой аккуратно вставляют между задней стенкой корпуса и алюминиевым радиатором. Достаточно лёгкого нажима, чтобы сдвинуть с места корпусную часть и отделить от внутреннего содержимого.

NFLIXIN

Внутреннее содержимое преобразователя частоты VLT
Извлечённое внутреннее содержимое частотного преобразователя VLT – электронный модуль, состоящий из нескольких отдельных плат, связанных пайкой по шинам

Для дальнейшего проведения технического обслуживания этого действия вполне достаточно. Вынутый электронный модуль можно очистить от пыли и загрязнений, используя:

  • мягкую щёточку,
  • техническую ветошь,
  • другие приспособления.

Если необходима тщательная очистка вентилятора, этот компонент отключается от разъёма на электронной плате и может быть демонтирован путём отсоединения от шасси. Вентилятор крепится посредством замков-защёлок.

Ремонт частотного преобразователя VLT

Не исключены случаи выхода из строя частотных преобразователей VLT. Наиболее частыми причинами утраты работоспособности прибора отмечаются:

  • потеря ёмкости конденсатора фильтра (470 мкФ*450В),
  • дефект матрицы преобразователя,
  • выход из строя механических реле.

Ремонт некоторых дефектов требует практически полную разборку электроники прибора

Самым критичным дефектом частотного преобразователя VLT из всех отмеченных выше, является выход из строя матрицы преобразователя (в данном случае матрица SKiiP 01NEC066V3). Для доступа к этому элементу устройства потребуется снять алюминиевый радиатор вместе с металлическим шасси. Но прежде от шасси отделяется электронная модульная плата.

SKiiP

Доступ к матрице частотного преобразователя
Электронная модульная плата частотного преобразователя VLT крепится к шасси только в двух точках, включая точку крепления матрицы преобразователя. Здесь также применяется отвёртка «звёздочка»

Помимо крепёжных винтов, электронную модульную плату дополнительно удерживают фиксаторы металлического шасси. В этой области отсоединение выполняется лёгким отводом кромки платы от фиксаторов. Затем плату следует аккуратно поднять и отвести в сторону. В результате получается следующая картина:

ZEROHZ

Частотный преобразователь VLT: полная разборка прибора
Практически полностью разобранный частотный преобразователь VLT: слева — шасси с матрицей преобразователя SKiiP 01NEC066V3; справа – модульная электронная плата прибора

Практика ремонта таких приборов показывает, что выход из строя матрицы частотного преобразователя фактически не допускает восстановления этого компонента. Другими словами, это тот самый критичный дефект, который заставляет покупать новый преобразователь частоты VLT фирмы «Danfoss». Другие компоненты – конденсаторы, реле и прочая электроника подлежат замене, однако нередко требуют отсоединения отдельных плат от модуля.

Как отсоединить плату панели управления на VLT?

Так в случае выхода из строя электронных компонентов на плате пользовательской панели управления, эту плату придётся отсоединять от модульной сборки. Между тем, соединение с модульной сборкой выполнено пайкой по всей кромке множественной контактной группой.

VEKO

Отпаянная плата панели управления частотного преобразователя VLT
Демонтированная под ремонт плата пользовательской панели управления преобразователя частоты серии VLT. Демонтаж выполнен специальной насадкой на паяльник

Для выполнения демонтажа платы пользовательской панели управления необходимо использовать специальную насадку на электрическом паяльнике, чтобы провести съём качественно без нарушений. По сути, насадку можно подобрать из аксессуаров, представленных специализированными магазинами. Однако такая возможность далеко не всегда доступна и приемлема.

Поэтому в данном случае, при единичном ремонте преобразователя частоты VLT, логично прибегнуть к самодельному продукту. Своими руками насадка на паяльник делается следующим образом:

  1. Взять кусок медной трубки диаметром 12 мм.
  2. Отмерить на трубке длину паяного интерфейса.
  3. Прибавить к этой длине 25-30 мм и отрезать трубку.
  4. По длине паяного интерфейса сделать разрез меди.
  5. Разогнуть кромки разреза на ширину 2-3 мм.

В результате получается примерно такая деталь (медная насадка на паяльник 60 Вт), как показано на картинке ниже:

НАСАДКИ

Насадка на паяльник своими руками
Самодельная насадка на электрический паяльник, сделанная из медной трубки своими руками. Насадка успешно используется для демонтажа платы пользовательской панели управления VLT

Для того чтобы прогреть такую медную насадку и, соответственно, получить эффективный инструмент демонтажа платы, придётся использовать электрический паяльник мощностью не менее 60 Вт. Рекомендуется предварительно перед отпаиванием платы зачистить контактные пятачки от слоя технического лака, которым смачно обработан весь электронный монтаж устройства.

Что такое матричный преобразователь напряжения?

Одним из главных компонентов преобразователей частоты, в частности, приборов VLT из серии MicroDrive, являются матричные схемы преобразователей напряжения. Фактически это модули IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors), представляющие нечто совместное на основе биполярного и полевого транзисторов. Схема матрицы SKiiP 01NEC066V3 показана ниже:

СХЕМЫ

Схема матрицы SKiiP 01NEC066V3 преобразователя частоты VLT
Электрическая схема матричного преобразователя напряжения SKiiP 01NEC066V3 – компонента электронной сборки преобразователя частоты серии Micro Drive VLT фирмы «Danfoss»

Производство матриц, применяемых в схемах частотных преобразователей, в частности, в составе приборов VLT, выполняет компания «Semikron». Производитель, кроме всего прочего занимается выпуском многочисленных продуктов электронного назначения, включая разнообразные конфигурации матриц. Так, похожими продуктами относительно изделия SKiiP 01NEC066V3, являются матрицы, представленные в таблице (кроме нижней строки):

Продукт SKiiP, pdf Линейка Рабочее напряжение, В Номинальный ток, А Переключение Технология
03NEC066V3 MiniSKiip II 0 (34*31*16) 600 15 6 IGBT 3
03NEB066V3 600 15 7 IGBT 3
03AC126V1 1200 8 6 IGBT 3
03AC126V1 1200 8 Выборочно IGBT 3
03NAC12T4V1 1200 8 6 IGBT 4
01NEC066V3 MiniSKiip II 0 (34*31*16) 600 6 6 IGBT 3

Этот тип исполнения продукции, как правило, предназначен для включения в состав схем ПЧ, которыми управляются электродвигатели относительно небольшой мощности (1,5 – 2 кВт). Вместе с тем есть другие модификации матриц более мощных. Конкретный продукт можно найти на сайте производителя.

Частотный преобразователь VLT: что находится внутри матрицы?

Матрица преобразователя напряжений прибора серии VLT видится оригинальным электронным компонентом. На первый взгляд эта уникальная микросхема выглядит простеньким элементом. Вместе с тем, выход из строя этого компонента приводит к невозможности ремонта своими руками, за исключением случаев, когда есть возможность получить новый компонент на замену.

G-PENNY

Матрица преобразователя прибора фирмы VLT
Таким выглядит внутреннее устройство матрицы преобразователя частоты VLT – один из главных компонентов, что обеспечивают работоспособность электроприбора

Матрица (микросхема) состоит из двух частей. Та часть, что на картинке слева – является попросту контактным интерфейсом, через который осуществляется связь с контактными площадками модульной электронной платы. Другая часть – справа, представлена подложкой, на основе которой выполнена архитектура микросхемы преобразователя. Обе половины, между которыми находится силикон, собираются в единую конструкцию.

Как проверить матрицу IGBT и где купить?

Результатом выхода матрицы из строя становится полная неработоспособность частотного преобразователя. Устройство не подаёт никаких признаков «жизни», дисплей пользовательской панели управления потушен. Проверку работоспособности матрицы преобразователя (на примере SKiiP 01NEC066V3), выполняют следующим образом:

  1. Снять корпус ПЧ по инструкции выше.
  2. Демонтировать модульную плату.
  3. Установить контактную группу, как показано ниже:

ECOGOO

Частотный преобразователь VLT: проверка работоспособности матрицы
Проверка матричного преобразователя SKiiP 01NEC066V3: 1 – элемент ключа установки на матрице; 2, 3, 4 – контактные площадки, на которых проводятся измерения сопротивления электронным прибором – тестером

Для проверки используется стандартный измерительный прибор электронщика (тестер). Измерительный прибор переключают в режим определения сопротивления (единицы кОм) и проводят замеры между контактами, обозначенными на картинке. Величина сопротивления в одном направлении должна составлять порядка 100 Ом. В обратном направлении проводимость должна отсутствовать.

Характерными показателями дефекта SKiiP 01NEC066V3 являются параметры замеров по точкам 2 и 4: в одном направлении – 100 Ом, в другом направлении – 1 кОм. Тестирование точки 3 показывает норму.

На замену неисправного компонента купить матричный преобразователь относительно недорого можно здесь.

Неисправности вторичной цепи питания

Практика эксплуатации преобразователей частоты VLT серии «Micro Drive» также отмечается проявлением неисправностей в схеме вторичных (низких) напряжений. Малые напряжения (3 – 15 вольт) используются для питания компонентов панели управления. Схема вторичного модуля питания построена по принципу импульсной генерации напряжений. Базовым компонентом импульсного блока питания выступает микросхема серии VIPer20A (загрузить даташит).

Если микросхема VIPer20A выходит из строя, преобразователь частоты полностью теряет функциональность. Прибор попросту не включается в работу, так как импульсный модуль вторичного питания не даёт сигнала на запуск основных цепей. Внешний вид микросхемы VIPer20A (1) может оставаться совершенно целым, чем осложняется определение неисправности.

VIPer20A

Частотный преобразователь и часть схемы источника вторичного напряжения
Часть схемы (импульсного источника питания) преобразователя частоты VLT: 1 – микросхема VIPer20A; 2 – диод серии ES1D; 3 – электролитический конденсатор 100 мкФ*35В

Однако, как правило, дефект микросхемы можно обнаружить замером напряжения на электролитическом конденсаторе (3) и проверкой целостности диода (2). Если постоянное напряжение (15-18 вольт) на выводах конденсатора отсутствует, а диод тестируется как пробитый, микросхема VIPer20A неисправна. Иногда причиной неработоспособности является только пробой диода ES1D (1).

Заключение

Представленный материал можно рассматривать своего рода техническим пособием электрикам (электронщикам), которые своими руками пытаются восстанавливать преобразователи частоты серии VLT. Возможно, какие-то советы, методы обслуживания и ремонта, отмеченные здесь, помогут решить задачи восстановления оборудования.


 


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *