施耐德变频器品种比较多，下边从 ATV31 和 ATV58 这两款变频器入手，引导学习施 耐德变频器维修技巧。 一、ATV31 变频器维修 线路原理分析： 1.主回路 施耐德 ATV31H 系列通用变频器采用的是交-直-交电压型变频方式，其主回路包括 整流线路、滤波及储能线路、能耗制动、直-交逆变由以下几个部分组成（其原理 图见图 1）。图 1 整流部分 三相整流部分由六只整流管组成整流桥，将电源的交流电全波整流成直流，如果电 源的电压为 Ui，则全波整流后平均直流电压 Ud 的大小为： Ud=1.35Ui 三相电源的线电压为 380V，则全波整流后的平均电压为 Ud=1.35Ui=1.35380=513V 由于施耐德 ATV31H 系列整流器均在模块内部，损坏后只能整体更换。整流器的好 坏可以用万用表电阻挡测量。 滤波部分 电容 C1 和 C2 是将整流后的脉动直流电滤平电压纹波并储能。变频器功率越大所配 备的电容容量越大。施耐德 ATV31 变频器的部分型号电容配置见下表： 变频器型号变频器功率电容容量（ F）电容数量 （只）总容量（ F）ATV31H075N4A0.75KW3902780ATV31HU15N4A1.5KW55021100ATV31HU22N4A2.2KW55021100ATV31HU55N4A5.5KW39083120ATV31HU75N4A7.5KW55084400有如下情况时，要检查电容是否损坏： 当容量下降到 80%时就要更换电容。使用四年以上的变频器要检查容量是否下降。 滤波前的整流桥损坏后，有交流电直接进入了电容器，要检查电容器有没有损坏。 分压电阻损坏后，由于分压不均，要检查电容器有没有损坏。 外包绝缘损坏后，要检查电容器有没有损坏。 由于在变频器合上电的瞬间，滤波电容器的充电电流很大，易损坏整流器。为了保 护整流器，在电路中串接了 R1A 和 R1B,以限制电容器的冲电电流，当电容器上充 电电压达到一定程度时，继电器 RY1 吸合，继电器触点接通短接 R1。 制动部分 由于异步电动机在再生制动减速过程中，再生能量存储于滤波电路的电容器中，使 直流母线的电压上升，为了释放制动能量在模块中使用了一只 IGBT 管。通过控制 IGBT 管的导通程度可以设置制动时间，由于设备的需要，电机必须在规定的时间 内停车，施耐德 ATV31 系列设置了直流注入停车。此功能可以通过菜单设定。 逆变部分 逆变部分采用六只（或 6n 只，5.5KW n=2,7.5KW n=3,n 根据功率大小决定） IGBT 管和续流二极管组成，由上桥推动和下桥推动线路控制六只 IGBT 管的开关顺 序和导通时间，将滤波后的直流电转换成频率和电压都可以变化的交流电。输出频 率和输出电压的调节均由逆变器按 PWM(Pulse Width Modulation)方式来完成。 施耐德 ATV31 系列变频器部分型号使用模块一览表：变频器型号IGBT 模块型号模块生产厂家ATV31H075N4AFP10R12YT3Infineon(英飞凌)、 eupec(优派克)ATV31HU15N4AFP15R12YT3Infineon(英飞凌)、 eupec(优派克)ATV31HU22N4AFP15R12YT3Infineon(英飞凌)、 eupec(优派克)ATV31HU55N4ASkiip 31NAB125T12SEMIKRON (德国西门康)ATV31HU75N4ASkiip 32NAB125T12SEMIKRON (德国西门康)2.控制回路 控制回路主要包括 DSP(CPU)、检测传感电路、电压/电流检测电路控制信号的输入 输出电路、IGBT 上下桥驱动电路、各种保护电路、开关电源。开关电源（注：为 5.5KW/7.5KW 电源） 施耐德变频器的辅助电源采用开关电源，具有体积小、功耗低、效率高等优点。电 源输入为主回路直流母线电压约 513V。通过脉冲变压器的隔离变换和变压器副边 的整流滤波可以得到多路直流电压输出。其中+12V、-12V、+5V 共地，+12V 采用 TA78M12S 三端稳压集成电路，-12V 采用 TA7912S 稳压，+5V 采用 MJN7223DL1-50 稳压。电源震荡采用 FA13842F,12V 给传感器、运放等电路供电，+5V 给 DSP 以 及数字电路供电。相互隔离的四路+18V 给 IGBT 模块的上下桥驱动供电。下图为本 人实测的 5.5KW(7.5KW)开关电源图（图 2）。需要注意的是当 FA13842F 损坏时， 使用 UC3842 不能代换。施耐德 ATV31 系列变频器开关电源可靠性较高，在已经维 修的上百台中，只有一台开关电源损坏。图 2 DSP（数字信号处理器） 施耐德 ATV31H 系列变频器采用的 DSP 为日立公司的 80 脚的 HD64F2612(0.75KW3KW)和 HD64F2618(5.5KW7.5KW),主要完成电压、电流、温 度采样、六路 PWM 输出，各种故障报警输入输出，电压电流频率设定信号输入等。 电机控制算法的运算等功能。 IGBT 的上下桥驱动 0.75KW2.2KW 变频器上下桥原理图见图 3。上桥的 PWM 信号分别从 DSP 的 23、 30、32 脚输出到 IC102(TC7W14FU)反相整形以及阻抗变换匹配，再从 IC102 输出到 PC1、PC2、PC3 光耦对信号隔离放大，ZD111、ZD121、ZD131 为 18V 稳压管，是 PC1、PC2、PC3 的输出保护，D113、D123、D133、D111、D121、D132(A6)、 ZD112、ZD122、ZD132(16V 稳压管)组成 IGBT 的上桥输入保护线路。 0.75KW 和 1.5KW 的 DSP 以及软件都相同，线路全部相同只是桥驱动部分有部分元 件的参数不同。 现将 0.75KW 和 1.5KW 的元器件不同的参数列表如下：元件位置号0.75KW1.5KWR21、R22、R2375m43mR117、R1127、R137、 R173221（220）121（120）R112、R123、R132221（220）121（220）IGBT C1A、C2AFP10R12YT3 390F/420VFP15R12YT3 550F/420V根据上表只要将 0.75KW 的变频器按 1.5KW 的变频器的参数进行修改，0.75KW 就可 以成为 1.5KW 变频器。根据上表改制了几台使用效果良好。图 3 下桥的 PWM 信号从 DSP 输出到 IC101(TD62930F)的 4、5、6 脚，进行隔离放大。从 IC101 的 9、10、12、13、15、16 脚输出通过 ZD142、ZD152、ZD162(16V 稳压 管)、D442、D452、D462(A6)组成的保护线路输入到模块的 IGBT 下桥。 5.5KW/7.5KW 的上下桥驱动线路见图 4。从 DSP 输出的 PWM 信号分别送到 IC102 （SN74HC14ANSR）的 9、13、3、11、1、5 脚，其中 9、13、3 脚为上桥驱动信号， 11、1、5 脚为下桥驱动信号。经过六反相器整形放大后分别从 8、12、4 脚输出上 桥信号，从 10、2、6 脚输出下桥驱动信号。分别送到 PC1、PC2、PC3(HCNW3120) 和 PC4、PC5、PC6(HCPL-3120)光耦隔离输出。再经过由 D112、D122、D132(A6)、 ZD171、ZD172、ZD173(15V 稳压管)、D142、D152、D162(A6)组成的保护线路分别 送到 IGBT 模块的上下桥。图 4 5.5KW 和 7.5KW 的变频器软件相同，线路相同。只有模块和储能电容参数不同， 5.5KW 的模块型号为：Skiip 31NAB125T12,电容为：390F/420V8 只，7.5KW 的 模块型号为：Skiip 32NAB125T12,电容为：550F/420V8 只。施耐德 ATV31 系列变频器常见故障实例分析 INF 故障报警 机器型号：ATV31H 全系列 故障现象：由于气候潮湿，变频器又在高温、高湿、飞绒多的环境中使用，使用三 年以上的施耐德变频器有近 80%的都会出现此报警，当出现此类故障报警后，面板 按键不起作用。 故障原因：施耐德 ATV31H 系列变频器使用了薄膜面板，当显示“INF”故障时，薄 膜按键都不起作用。我们从显示板上拔出薄膜插线，用万用表测量可以知道第二根 线与第七根线已经断路。薄膜无法修复。 维修办法：从市场购买，薄膜面板每根 60 元。由于损坏量大，从节约角度出发， 不更换薄膜。我们找到显示板上的 CN11 插座从 PCB 面用导线直接将 2 脚与 7 脚连 接，故障消失。 OLF 故障报警 机器型号：ATV31HU22N4/2.2KW 变频器 故障现象：机器运转一段时间后停机保护，面板显示“OLF”。查阅厂家手册是， 变频器温度太高。 维修方法：经过观察是 24V 的风扇不转，检查 24V 电压正常，更换后机器恢复正 常。 OLF 故障报警 机器型号：ATV31HU22N4/2.2KW 变频器故障现象：机器运转一段时间后停机保护，面板显示“OLF”。图 5 维修方法：经过观察 24V 风扇不转，检查风扇端口无 24V。实绘原理图见图 5。风 扇的控制信号来自 DSP 的 79 脚，经过 PC81(TLP721F)光耦来控制 Q81(RSK)的导通 风扇插座+24V 输出。用万用表检查+24V 电源电压正常，检查 Q81 的基极控制电压 正常。测量 Q81(RKS)损坏。经查贴片元件手册得知 RKS 的型号为 BFP194。极性为 PNP,封装为 SOT23。主要参数为：Ic=100mA、Ib=10mA、Uceo=15V、Ucbo=20V、 Uebo=3V。由于无法购买到原件，试用 9012 代换，机器正常，9012 的温升正常。 无显示 机器型号：ATV31HU75N4/7.5KW 变频器 故障现象：面板无显示，控制端口无+10V、+24V。图 6 维修方法：开关电源实测原理图见图 6。检测线路时 R68 有明显烧焦的痕迹，查 Q1(K1317)已经击穿，R70A、D23、R70B、IC14 损坏。经更换元件后，机器恢复正 常。特别需要注意的是 UC3842 不能直接代换 FA13842N。分析该机损坏原因是板面 的毛衣太多，加之湿度太大引起高压击穿。无显示 机器型号：ATV31HU55N4/5.5KW 变频器 故障现象：面板无显示，控制端口无+10V、+24V。维修方法：拆开线路板后，有明显的焦味，目测 D16 已经烧焦。风扇线路原理图见 图 7 用万用表测量 C35 两端短路，当检查到 C83(1UF)贴片电容时，电容短路。更 换后故障排除。 无显示 机器型号：ATV31HU22N4/2.2KW 变频器 故障现象：面板无显示，控制端口无+10V、+24V。图 7 维修方法：拆开线路板后，有明显的焦味，目测 D16 已经烧焦。更换 D16 （F65J），未插 24V 风扇，机器正常。插上风扇后，显示正常，但启动电动机后， 风扇开始运转，有明显的焦味，接着显示消失。打开线路板后，发现 D16(F65J)又 烧毁，怀疑 D16 电流太小。更换大电流二极管，通电试机，还是烧毁 D16。根据图 5 检查外围线路正常，考虑风扇是否电流过大，改用 0.1A/24V 的风扇（原是 0.24A/24V 的风扇），接通线路后还是烧毁 D16,维修陷入绝境。后来考虑到风扇不 运转时+24V 正常，风扇运转后立即烧坏 D16，也就是 D16 不能带负载。怀疑开关电 源的震荡频率是否升高，检查开关线路的震荡贴片电容，当查到 C26 时（见图 6），发现没有容量，用 2200P 的电容更换后机器恢复正常。无显示 机器型号：ATV31HU55