Sử dụng đồng hồ vạn năng đo kiểm biến tần: linh kiện, điện áp và dòng điện

Sử dụng đồng hồ vạn năng đo kiểm biến tần là kỹ năng chẩn đoán cơ bản nhất trong sửa chữa biến tần: đo nguội đúng trình tự trên cầu diode, IGBT, tụ DC và điện trở là kết luận được linh kiện nào hỏng trước khi cấp nguồn cho máy. Đây là khâu đo kiểm trước khi quyết định sửa hay thay linh kiện, đồng thời là bài nền của nhóm thiết bị sửa chữa biến tần.

Quy trình kiểm tra tổng thể từ lúc nhận máy (hỏi người vận hành, quan sát, đo nguội, rẽ nhánh) mình đã viết ở bài các bước kiểm tra lỗi biến tần.

An toàn và chuẩn bị trước khi đo

• Đo nguội (đo diode, điện trở, thông mạch) chỉ làm khi máy đã ngắt nguồn và xả tụ. Đo nóng (đo điện áp, dòng khi máy chạy) là nhóm phép đo riêng ở cuối bài, làm sau khi đã đo nguội đạt.
• Chọn đúng thang đo và cắm đúng cổng que trước khi chạm que vào mạch. Đổi thang trong lúc que đang chạm mạch dễ làm hỏng đồng hồ và chập mạch.
• Kiểm tra pin đồng hồ: pin yếu làm sai lệch kết quả đo điện trở và diode.
• Đồng hồ điện tử và đồng hồ kim khác nhau ở que dương: đồng hồ điện tử que đỏ là dương ở thang Diode; đồng hồ kim ở thang Ω thì que đen mới là dương. Các bảng trong bài này viết theo đồng hồ điện tử — dùng đồng hồ kim thì đảo vị trí que.

Đồng hồ cần những gì cho việc đo biến tần

Không cần đồng hồ đắt tiền, nhưng phải có đủ các thang đo sau: Diode, điện trở Ω, điện áp DC, điện áp AC (và thang đo dòng hoặc kẹp dòng nếu cần đo dòng đầu ra). Hai điểm anh em hay bỏ qua:

Đo cầu diode chỉnh lưu

Cầu diode là cửa ngõ đầu vào: nó biến AC thành DC cấp cho DC bus. Đo bằng thang Diode, mỗi diode đo 2 chiều:

Trên máy chưa tháo, phép đo này chính là nửa đầu của phép đo nguội ở bài kiểm tra lỗi: đo giữa P+, N− với các pha R, S, T và so độ cân giữa 3 pha. Lệch ở nhóm đầu vào thì nghi cầu chỉnh lưu; đo rời từng diode như trên là bước xác nhận trước khi thay.

Đo IGBT bằng đồng hồ vạn năng

Đây là phép đo quan trọng nhất và cũng hay bị làm nửa vời nhất. Nhiều anh em chỉ đo C–E bằng thang Diode rồi kết luận "IGBT tốt", trong khi phần kích Gate chưa hề được kiểm tra. Đo IGBT đầy đủ gồm 3 phần:

Xác định chân G, C, E

Tra mã in trên thân linh kiện hoặc sơ đồ của khối công suất. Nếu không có tài liệu: chân Gate là chân có điện trở gần như vô cực với cả 2 chân còn lại ở cả 2 chiều đo — 2 chân còn lại là C và E, phân biệt bằng diode nội (chiều thuận C–E hiện 0,4–0,7V như đo diode).

Kiểm tra C–E bằng thang Diode

Giữa C và E có diode nội song song ngược. Đo chiều thuận hiện khoảng 0,4–0,7V, chiều nghịch hiện OL là đạt. Thông cả 2 chiều (~0V) là IGBT chập — đây là lỗi gây báo OC/SC và nổ cầu chì. Hở cả 2 chiều là IGBT đứt.

Kiểm tra kích Gate bằng đồng hồ kim

Phép này chỉ đồng hồ kim làm được (thang Ω ×10k, nguồn trong đồng hồ đủ áp kích Gate), đồng hồ điện tử không kích được:

1. Xả điện tích chân G trước: chạm que vào G–E vài giây để Gate về trạng thái khóa.
2. Đặt que đen vào C, que đỏ vào E. Chạm ngón tay nối G với C để nạp điện vào Gate — kim phải lệch về vùng điện trở thấp (IGBT dẫn, trạng thái ON).
3. Bỏ tay ra, kim vẫn giữ nguyên: Gate giữ điện tích tốt.
4. Chạm ngón tay nối G với E để xả Gate — kim phải trả về vô cực (trạng thái OFF).

IGBT đạt là phải qua được cả ON lẫn OFF như trên. Kích mãi không dẫn, hoặc xả mãi không khóa, đều là hỏng ở phần Gate — loại này đo C–E bằng thang Diode vẫn thấy "đẹp" nên rất dễ bị bỏ sót. Riêng cặp G–E: đo ở thang điện trở cao phải gần như cách điện (trên 1MΩ); thấp hơn nhiều là Gate bị rò.

Đo tụ DC và điện trở bằng đồng hồ vạn năng

Tụ DC: trước khi đo phải quan sát — tụ phồng, rỉ dịch, nứt vỏ thì thay luôn, khỏi đo. Tụ còn nguyên vẹn thì xả hết điện rồi đo bằng thang Ω: đồng hồ kim kim lên nhanh rồi từ từ trả về vô cực, đồng hồ số hiện số nhảy tăng dần rồi về OL — đó là hành vi nạp–xả bình thường. Kim hoặc số đứng yên ở 0Ω là tụ chập; không có phản ứng nạp nào là tụ khô, mất dung lượng.

Điện trở xả và cuộn dây motor: điện trở xả đo so với trị số in trên thân hoặc tài liệu máy — lệch nhiều hoặc đứt (OL) là thay. Cuộn dây motor đo 3 cặp U-V, V-W, W-U phải gần bằng nhau; cặp nào lệch rõ là cuộn đó có vấn đề, đo thêm cách điện cuộn dây với vỏ.

Đo điện áp và dòng điện trên biến tần đang chạy

Nhóm phép đo này thuộc mảng thiết bị sửa chữa biến tần: đo trên máy đang có điện, sau khi đo nguội đã đạt. Đây là nhóm phép đo cho kết quả nhanh nhất khi cần khoanh vùng lỗi mà chưa muốn tháo máy.

Đo điện áp AC đầu vào

Thang V-AC, đo 3 cặp L1-L2, L2-L3, L3-L1. Nguồn 3 pha chuẩn khoảng 380V ±10% và 3 cặp cân nhau. Một cặp bằng 0 hoặc thấp hẳn là mất pha đầu vào — kiểm tra ngược về cầu dao, aptomat, cáp nguồn trước khi nghi biến tần.

Đo điện áp DC bus

Thang V-DC, đo giữa cực (+) và (−) của DC bus. Giá trị đúng xấp xỉ √2 lần điện áp AC đầu vào — nguồn 380V thì DC bus khoảng 540V. Thấp hơn nhiều dù AC vào đủ: tụ DC yếu hoặc một nhánh cầu diode hỏng. Bằng 0 dù AC vào đủ: cầu chì DC đứt hoặc cầu chỉnh lưu chết hẳn.

Đo điện áp ra và dòng điện đầu ra

Điện áp ra đo 3 cặp U-V, V-W, W-U khi máy chạy không tải: 3 cặp phải xấp xỉ bằng nhau. Một cặp lệch rõ (vài chục volt trở lên) là nhánh nghịch lưu của pha đó có vấn đề — lỗi này không tải chưa thấy hậu quả nhưng nối motor vào là phá motor, như case thực tế ở cuối bài. Đo bằng đồng hồ True RMS mới tin được số này.

Dòng điện đầu ra: thang đo dòng của đồng hồ vạn năng chỉ đo nối tiếp được dòng nhỏ, không dùng cho dòng motor công nghiệp. Thực tế anh em dùng đồng hồ có kẹp dòng hoặc ampe kìm kẹp từng pha U, V, W khi máy có tải — 3 pha lệch nhau quá 10% là bất thường: kiểm tra lần lượt motor, cáp và phần nghịch lưu.

Khi đồng hồ vạn năng không đủ

Đồng hồ vạn năng là thiết bị đo nền tảng trong bộ thiết bị sửa chữa biến tần, nhưng nó chỉ trả lời được câu hỏi "thông hay không thông, bao nhiêu volt, bao nhiêu ôm". Gặp các nhu cầu sau thì phải chuyển thiết bị:

• Cần xem dạng sóng (sóng kích Gate méo, nhiễu, mất xung): dùng máy đo dao động oscilloscope — đồng hồ chỉ cho con số, không cho hình dạng tín hiệu.
• Cần kết luận IGBT chắc chắn trước khi thay (đo đặc tuyến, dòng rò ở điện áp cao): dùng máy kiểm tra IGBT chuyên dụng — phép kích Gate bằng đồng hồ kim là kiểm tra sơ bộ, không thay được đo chuyên sâu.
• Cần đo hiệu suất, chất lượng điện, sóng hài: dùng máy phân tích công suất.
• Cần theo dõi thông số theo thời gian để bắt lỗi chập chờn: dùng thiết bị đo và ghi dữ liệu — đồng hồ chỉ đo được tại một thời điểm.

Hiểu rõ giới hạn này quan trọng không kém biết đo: nhiều ca kết luận sai là vì cố ép đồng hồ vạn năng trả lời câu hỏi ngoài khả năng của nó.

Bảng tổng hợp các phép đo kiểm linh kiện biến tần

Case thực tế

Biến tần không báo lỗi mà motor cứ cháy (Hưng Yên)

Bên mình nhận được cuộc gọi từ một xưởng gỗ ở Hưng Yên: biến tần Trung Quốc 18,5kW không báo bất kỳ lỗi nào, chạy không tải vẫn bình thường, nhưng cứ lắp motor vào là motor cháy. Trước khi gọi thợ, xưởng đã tự thay thế, thử nghiệm mà không đo kiểm — và thiệt hại cứ nối tiếp nhau.

Kỹ thuật bên mình đến nơi, chưa tháo máy, chỉ dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp 3 pha đầu ra U-V, V-W, W-U ngay trên máy đang chạy. Kết quả: ba pha lệch nhau tới khoảng 90V. Chỉ một phép đo đó là đủ kết luận — phần đầu ra của biến tần đã lệch pha. Không tải thì chưa thấy hậu quả, nhưng cứ nối motor vào, dòng lệch pha dồn vào cuộn dây khiến motor nóng lên và cháy.

Điểm đáng nói: biến tần vốn có bảo vệ mất pha, lệch pha đầu ra. Nhưng khi triển khai, người lắp đặt có thể cài khóa mã lỗi này trong tham số. Máy mất lớp bảo vệ mà không ai hay biết, nên lỗi cứ âm thầm phá motor trong khi màn hình vẫn hiện "bình thường".

Bài học ở ca này: motor cháy liên tục mà biến tần không báo lỗi thì đừng vội thay motor hay lắp máy khác vào thử. Đo điện áp 3 pha đầu ra trước — một phép đo vài phút bằng đồng hồ vạn năng là khoanh được lỗi nằm ở biến tần hay ở tải. Nhận máy về cũng nên kiểm tra lại các tham số bảo vệ có đang bị khóa hay không.

Xem video ca này tại hiện trường trên TikTok của HLAuto.

Sai lầm hay gặp khi đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng

• Đo linh kiện khi tụ chưa xả hết điện — vừa nguy hiểm vừa làm sai kết quả, có khi hỏng cả đồng hồ.
• Kết luận IGBT tốt chỉ từ phép đo C–E thang Diode, bỏ qua kiểm tra kích Gate.
• Đo điện trở, diode ngay trong mạch đang còn điện hoặc chưa tách linh kiện, rồi tin tuyệt đối vào con số bị mạch song song kéo lệch.
• Đổi thang đo trong lúc que đang chạm mạch.
• Dùng đồng hồ thường (không True RMS) đo điện áp ra của biến tần rồi kết luận máy yếu áp.
• Pin đồng hồ yếu mà không biết, đo điện trở ra số "ma" vẫn ghi vào kết luận.

Câu hỏi thường gặp