1.测量直流300V电压和室外机主板输入电压
如图7-20左图所示,首先使用万用表直流电压挡测量直流300V电压,红表笔接主滤波电容正极,黑表笔接负极,正常电压为直流300V,实测电压为直流0V,说明前级供电线路或后级负载出现短路故障。
为判断故障部位,向前级检查供电线路,如图7-20右图所示,使用万用表交流电压挡,测量室外机主板输入电压,正常电压为交流220V,实测电压为交流218V,说明前级供电正常。
2.测量硅桥交流输入端电压和直流输出端电压
如图7-21左图所示,依旧使用万用表交流电压挡,测量硅桥的两个交流输入端电压,正常为交流220V,实测电压为交流218V,说明室外机主板交流输入端到硅桥输入端的线路(主要是PTC电阻)正常,交流电源已送至硅桥输入端。
如图7-21右图所示,再使用万用表直流电压挡,测量硅桥的两个直流输出端电压,正常值为直流300V,实测为直流297V,说明硅桥正常,已将输入的交流218V电压整流,变为直流电压。
3.测量滤波电感引线阻值
查看直流300V供电线路,正极流程:硅桥正极→滤波电感线圈→主滤波电容正极→室外机主板滤波线圈→15A保险管→模块P端子;负极流程:硅桥负极→主滤波电容负极→室外机主板滤波线圈→模块N端子。直流300V电压流程如图7-22左图所示。
从上述的流程可以看出,硅桥输出的直流300V电压经滤波电感送至主滤波电容滤波,再经过室外机主板上的滤波线圈和15A保险管送至模块P, N端子,现在硅桥输出端子电压正常,而滤波电容两端电压为0V,说明硅桥直流输出端子至模块P, N端子有开路故障。目测室外机主板上的保险管内部熔丝正常,应测量滤波电感线圈阻值,如图7-22右图所示,拔下引线,使用万用表电阻挡测量阻值为无穷大,而正常阻值接近0Ω,说明开路损坏。
说明:此处为使图片清晰,拔下硅桥交流输入端引线和模块相关引线,并且目前的变频空调器硅桥输出端至模块P、 N端的供电流程中,室外机主板上不再设计15A保险管。图7-22左图中的硅桥正极流程使用白色实线箭头表示,负极流程使用白色虚线箭头表示。电路原理图如图7-1所示。
4.测量滤波电感接线端子阻值
滤波电感设计在室外机底部,固定在底座上面,通过连接引线与电控系统连接,如图7-23所示。
使角万用表电阻挡测量滤波电感接线端子阻值,如图7-24所示,正常值接近0Ω,实测阻值为0.1Ω,说明滤波电感正常。由于测量引线时阻值为无穷大,初步判断滤波电感接线端子与引线接触不良,仔细查看为引线插头不实导致引线接触不良。使用手钳将插头夹紧后插在滤波电感上面,再用万用表电阻挡测量引线阻值,己经导通,恢复引线上电试机,测量滤波电容两端电压为直流300V,室外风机和压缩机开始运行,空调器制冷恢复正常。
说明:此处为使图片清晰,测量滤波电感时将其从空调器底座上拆下,实际维修时不用拆下,直接测量即可。
维修措施:紧固滤波电感引线插头。
5.经验总结
①本例滤波电感引线开路,使得硅桥输出的直流300V电压不能送至滤波电容,室外机主板直流300V电压输入端也为0V,开关电源不能工作,室外机CPU也不能工作,不能接收和发送通信信号,室内机主板因接收不到通信信号,报故障代码为“通信故障”。
②本例中如室外机主板上的15A4保险管损坏,和本例故障现象相同,但目前的空调器通常已取消了直流300V回路的15A保险管。
③滤波电感线圈由于线径较粗,在实际检修中故障率较低,但直流300V回路工作时电流较大,使得连接引线与滤波电感接线端子处容易因发热引起接触不良,甚至造成连接引线下部烧坏。
④在维修过程中,如测量滤波电感引线阻值为无穷大,通常为引线插头接触不良,直接检查即可。
6.简单判断滤波电感线圈是否开路用方法
操作步骤如图7-25所示。使用万用表直流电压挡,一表笔接硅桥正极端子,一表笔接模块P端子,正常阻值应接近0Ω,如果阻值为无穷大,应重点检测滤波电感引线;如果将一表笔接硅桥负极端子,一表笔接模块N端子,正常阻值为0Ω,如果为无穷大,应检查直流300V负极流程的引线是否接触不良。
7.滤波电感
①根据电感线圈“通直流、隔交流”的特性,电感可阻止由硅桥整流后直流电压中含有的交流成分通过,使输送滤波电容的直流电压更加平滑、纯净。
②将较粗的电感线圈按规律绕制在铁芯上,即组成滤波电感。滤波电感只有两个接线端子,没有正反之分。
③滤波电感通电时会产生电磁频率,且自身较重容易产生噪声,为防止对主板控制电路产生干扰,通常将滤波电感设计在室外机底座上面。
四、模块P、N端子击穿,报通信故障
故障说明:海信KFR-2601 GWBP空调器,制冷开机,“电源”、“运行”指示灯亮,室内风机运行,但室外风机和压缩机均不运行,室内机指示灯显示故障代码内容为“通信故障”。使用万用表交流电压挡测量室内机接线端子中的1号L端于和2号N端子电压为交流220V,说明室内机主板已输出交流电压,由于室外风机和压缩机均不工作,室内机又报出“通信故障”的故障代码,因此应检查室外机。
1.测量直流300V电压和室外机主板输入电压
如图7-26左图所示,使用万用表直流电压挡,测量直流300V电压,黑表笔接主滤波电容负极,红表笔接正极,正常值为直流300呱实测为直流0V,判断故障部位在室外机,可能为后级负载短路或前级供电电路出现故障。
向前级检查故障,如图7-26右图所示,使用万用表交流电压挡,测量室外机主板输入端电压,正常值为交流220V,实测电压说明室外机主板供电正常。
2.测量硅桥输入端电压
如图7-27左图所示,使用万用表交流电压挡,测量硅桥的两个交流输入端子电压,正常值为交流220V,而实测电压为交流0V,判断直流300V电压为0V由硅桥输入端无交流电源引起。
室外机主板输入电压正常,但硅桥输入端电压为交流0V,而室外机主板输入端到硅桥的交流输入端只串接有PTC电阻,初步判断其出现开路故障,用手摸PTC电阻表面,如图7-27右图所示,感觉很烫,说明后级负载有短路故障。
3.断开模块P、N端子引线
引起PTC电阻发烫的原因主要是模块短路。如图7-28所示,拔下模块P、N端子供电引线,再次上电开机,使用万用表直流电压挡测量直流300V电压已恢复正常,因此可初步判断模块出现短路故障。
4.测量模块
如图7-29所示,使用万用表二极管挡,首先测量P、N端子,模块正常时应符合“正向导通、反向无穷大”的特性,但实测结果为正反向均为58mV,说明模块P、N端子已短路。
说明:此处为使图片清晰,将模块拆下测量;实际维修时模块不用拆下,只需要将模块的P、N、U、V、W 5个端子引线拔下,即可测量。
维修措施:更换模块,如图7-30所示,再次上电开机,室外风机和压缩机均开始运行,空调器开始制冷,使用万用表直流电压挡测量直流300V电压已恢复正常。
总结:本例模块P. N端子击穿,使得室外机上电时因负载电流过大,PTC电阻过热,阻值变为无穷大,室外机无直流300V电压,室外机主板不能工作,室内机CPU因接收不到通信信号,报出“通信故障”的故障代码。
5.模块
(1)介绍
①IPM是一种智能模块,也是变频空调器的主要部件之一。该模块将IGBT连同驱动电路和多种保护电路一起封装在同一器件内,从而简化了设计,提高了稳定性。IPM只有固定在外围电路的控制基板上才能组成模块板组件,本书所称的模块就是指由IPM和外围基板组成的模块板组件。
②模块可以简单地看作是电压转换器,室外机主板CPU输出6路信号,经模块内部驱动电路放大后控制IGBT开关管的导通与截止,将直流300V电压转换成与频率成正比的模拟三相交流电(交流30~220V,频率15~120Hz),驱动压缩机运行。
③早期通常使用三菱PM20CTM60的IPM,实物见图7-31左图,内部控制电路需要4路直流15V,并且不能直接处理室外机CPU输出的6路信号,中间需要使用光耦传递6路信号。
④目前通常使用三菱、三洋、飞兆等厂家的IPM,实物见图7-31右图,内部控制电路使用1路直流15V电压,并且可以直接处理室外机CPU输出的6路信号,不再使用光耦。
⑤早期的模块通常只有“模块”功能,或增加开关电源电路,CPU控制电路设在室外机主板;而目前的模块板通常集成CPU控制电路,室外机主板只是提供电源等功能;目前还有一种常见的类型为,室外机只有一块电路板,将模块、硅桥、开关电源电路、CPU控制电路等所有电路集成在一起。
⑥模块输入部分:6路信号驱动IGBT工作、直流15V电压为控制电路供电、直流300V电压为P/N端子供电。
⑦模块输出部分:UN/W输出频率可变的电压驱动压缩机、输出FO信号至室外机CPU防止模块过热及过流损坏。
(2)测量模块
无论早期和还是目前的模块,改变的只是内部控制电路或外围基板电路的设计形式,而内部的6个IGBT开关管是不会改变的。图7-32所示为内部6个IGBT开关管连接简图。任何一种型号的模块均会设有P、N、U、V、W 5个端子,测量模块其实也就是测量6个IGBT开关管并联的续流二极管的过程,测量结果如表7-2所示。
①为防止误判,测量时应将模块P、N、U、V、W 5个端子引线全部拔下。
②此处使用优利德UT202数字万用表二极管挡,测量海信KFR-2601 GW/BP空调器模块,实测中可能因万用表和模块不同,得出的数值也会有变化,但只要符合规律即为正常。
③如果使用指针式万用表,红、黑表笔测量得出的规律和数字万用表相反。比如数字万用表红N、黑P为正向导通,而指针万用表正向导通时为红P、黑N。
④使用万用表测量模块只是测量内部6个IGBT开关管的大致情况,其内部控制电路是否正常则不能判断,只能使用代换法来确定。
⑤模块在实际维修中损坏的比例很高,尤其是早期的模块。
⑥模块常见故障为P/N端子击穿、P与;SU(或P与V、P与W)击穿、N与U(或N与V、N与W)击穿。
⑦模块端子击穿时的故障现象通常为:室外风机和压缩机均不运行,直流300V电压变为0V,室外机主板无直流5V电压,CPU也不能发送通信信号,所以室内机报出“通信故障”的故障代码。
⑧模块5个端子之间很少出现开路故障。
(3)更换模块步骤
说明:此处以早期模块为例,如果更换目前的模块,则省略步骤③和④,其他步骤相同。
①将绝缘垫片对准散热片的螺丝钉并放好,操作步骤如图7-33左图所示。如果绝缘垫片未放好,模块背部的铝制散热片与散热片接触后,容易出现漏电故障或损坏模块。
②安装模块。使用螺丝刀用力均匀的拧紧两个固定螺钉,操作步骤如图7-33右图所示,此处要求,拧紧螺钉时一定要两端用力均匀,如果固定螺钉未拧紧或用力不均匀,模块与散热片接触不好,模块工作时产生的热量不能及时传递到散热片,容易使模块过热损坏。
③检查模块插座内的引针是否弯曲或少针,操作步骤如图7-34左图所示。如果弯曲应将其挑正,否则安装排线后,某一针与连接线未接触上,将会引发各种各样的故障。例如6路信号中引针弯曲1个而没有发现,这样6路信号变为5路信号输入,模块工作约1min后直接炸开,这时只能再次更换模块。
④插好连接排线,操作步骤如图7-34右图所示。
⑤插好P、N端子连接引线,注意一定不能插反,操作步骤如图7-35左图所示。插反后,如果主滤波电容内没有存储电量,在室外机上电过程中,直流300V电压正极经模块内续流二极管直接连接到负极,相当于直流300V电压短路,PTC电阻发烫,室外机不运行,室内机报“通信故障”;如果主滤波电容内存储有相当能量的电量,P、N端子引线插反后,模块会直接炸开,只能更换。
⑥插好U.V.W端子连接引线,操作步骤如图7-35右图所示,注意一定不能插反,插反后将会可能引起压缩机反转运行。比如U对应,而V和W插反,这时压缩机将反转运行,和使用三相涡旋压缩机的反转现象相同,排除的方法也一样,任意调整两根引线的位置即可。
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