施耐德大功率变频器维修分析

首先我要说的是：我不是专修施耐德产品的，我所说的一些观点，只是我个人的对比发现，可能也有理解不准确的地方，希望引起更多高手探讨，此是目的。

谈到施耐德变频器大家都有点脑壳疼，但它又是我们干工控维修不得不面对的品牌。施耐德变频器在硬件方面还是没得说，舍得用料，也喜欢把电路复杂化。

别家品牌的pcb板绝缘漆，大抵是喷涂上去，而施耐德的板卡绝缘漆简直就是浸上去了，当使用了一定年限后，绝缘漆经过板卡发热烘烤，可以用坚如磐石来形容。

施耐德大功率变频器系列

如果是绝缘漆的问题，倒不至于难住维修人员，主要还是电路复杂。就拿atv71（大功率）的电源板来说，设计就别具一格。

一般变频器的电源，都采用并联逆变技术，施耐德却采用串联逆变技术，维修难度完全高一个量级。别人家一张主控板加一张驱动板就搞定的通路，到施耐德这里还有张马达控制板（取样，逻辑运算交给马达控制卡来完成），显得非常的繁杂。我要吐槽的就是，马达控制卡的屏蔽层既不是N极也不是GND，而是母线的中点电压，对于毛手毛足的维修人员，稍有不慎就要付出非常大的代价。

作为业界技术大拿，法国人有自己的理解和表达，我对硬件浅显的理解是：元器件使用数量越少越统一，对产品质量就越容易把控！施耐德却做到了结构复杂，但性能同样稳定，这就是人家了不起的地方。

Schneider的工控产品线很长，只要关于电/控的问题，他家几乎都有完整的解决方案。拿小功率变频器来说，施耐德是欧美品牌中比较厚道的，不追求极致，皮实耐用是第一宗旨，过载能力也十分惊人，当然价格也就不是那么亲民。但单谈价格，就显得有些耍流氓了，价格也是两面性的，一分钱一分货的道理大家还得承认。产品江湖嘛，靠忽悠是打不下品牌的，贵有贵的道理！

今天我要说的是施耐德大功率变频器的预充电电路板，板卡代号：pn072139n902-904系列板件。修变频器的都知道变频器有预充电电路，这个电路可简单也可复杂。简单的见ABBacs550壁挂变频器电路，复杂的见ab1336大功率变频器。施耐德的预充电电路，说不上最复杂，当然也不简单。下面就来分析一下法国人的设计思路。见图：

pn072139n902充电驱动板原理图

我接到过很多电话，都是咨询施耐德atv61/71大功率变频器报警CRF故障。小功率的简单，无非就是充电电阻和继电器的问题；大功率的有上图这张充电控制板，当然就复杂一些。注意的是，施耐德大功率变频器一般配套一个直流滤波电抗器，用以清洁电源的干扰。这个电抗器介于可控硅p+极输出和蓄能电容之间，维修时直接短接就是，如果这条线没短接，母线上没有电压，同样也报CRF这个故障。

施耐德atv61/71变频器，从上电到预充电是这样完成的：三相交流上电——电源板上二极管整流供电——电源工作——主控板自检完成——发出一个充电指令，驱动光耦PC2——充电板上芯片hd64f3664fy芯片37足低电平，驱动脉冲发生，可控硅开始工作。

一、主要接口

1.hd64f3664fy是瑞萨电子的16位单片机，里面是带程序的。

2. CN7A插口是主控板指令插口，这个指令主控板自检通过后发出，大约延时2s左右。

3. CN2A这个条排线有4种功能。1.2针=故障检出。3+/4-针是充电驱动板+15v供电。5+/6-针是母线电压经过减压后输入，到单片机的电压不超过5v。7/8/9针是三相输入电压减压输入，幅度不超多5v。

4.CNL1G对应u相可控硅；CNL2G对应v相可控硅驱动；CNL3对应w相可控硅。

二、工作原理

变频器上电完成自检后，主控板便发出一个高电平，经过充电驱动板上的光耦（pc2隔离，cpu的37足得到一个低电平，这时脉宽震荡信号开始形成。但这个震荡信号必须配合cn2a插口的R/S/T三相正向脉冲工作，R/S/T经过max494整形放大后，变成正向触发脉冲，这个脉冲相当于一个同步开关，融汇上cpu自身所产生的脉宽信号，分别从CPU 11/12/13足发出，经过电流放大（可控硅触发都是电流驱动），驱动可控硅的的G/K触发足通断。当三个驱动信号依次完成触发，完成一个正向整流周期。

三、关于取样脉冲信号

简单的可控硅整流电路，是不含脉宽信号直接控制可控硅去了。含脉宽信号是为了将直流电压由低到高，逐渐导通，完成充电。那么，为什么可控硅整流电路，都需要从输入供电端取同步脉冲呢？

原因就是：交流电是由正负180度的周期组成的，只要是整流电路，不管你用正半周或者负半周，都只能取拾半波的电能。电这个东西，又不可目测，你怎么知道现在是正半波还是负半波呢，这个时候同步头就显得尤为重要了。打个比方，本来该正半周导通的，你却在负半周的时候导通，这样不但取拾不到电能，还要炸模块的（笑）。

四、故障检出

整流过程完成，那主控板怎样判断三相整流部分是否都正常工作呢？这有两个标准：1.三相电压输入脉冲；2.母线电压。

根据上面描述，我们知道，R/S/T进线电压，必须有同步脉冲到充电驱动板的，过程中不管那相没有同步脉冲，CPU就认为该相无供电！充电板的cpu也无法输出同步的驱动脉宽信号。母线电压：如果变频器待机状态，母线变化还不明显，但一旦加载缺相，母线下降就很明显，这是第二个判断点。有了这两个判断依据，cpu14足就会发出不同的脉冲，驱动电源板上的隔离光耦。

充电板实测：正常的时候，14足脉冲频率50hz左右，当缺相发生，或者母线电压波动过大的时候，输出频率大于50hz，频率自动升高，主控板报警出现。

pn072139n902充电驱动板实物图片

五、屏蔽

问：在实际维修中能不能屏蔽这个报警？

答：能够的，但前提是整流电路能正常工作，然后弄清楚故障检出是频率反馈还是数字反馈就可以了。检出毕竟只是检出，哪怕你人为的操作，只要满足了条件，程序认为逻辑正常，就可以开始工作。就像三菱变频器的脉冲检出风扇，在电路板上倒推几步原理，不也一样可以屏蔽嘛。