1.4 重要元器件的检修
1.4.1 IGBT变换器主模块损坏的检修
绝缘门极双极型晶体管（IGBT）在变频器、IGBT焊机、IGBT中频炉等中应用很广，其主要参数有通态电压、关断损耗、开通损耗，一般其耐压均在1.2kV以上，常用的有50A、75A、100A，典型编号如CM150DY-24H（150A/2400V）。
具体测量时可用（只适用于指针表，如MF500或MF47型）R×10k电阻挡，红表笔接E，黑表笔接C，用手一端按C一端接G测其触发能力。但因IGBT的内阻极高（MOS管输入），所以在常态下也易受到外界干扰而自开通，这时只需G、C两点短路一下即可消除，然后再测一下各极之间有无短路（注意CE间的孪生二极管）。也可用较简便的方法，即直接测G、E的极间电容，如可检测到有一小电容存在的就可以大致认为无损坏。在替换IGBT时同一台机内的两个（或四个、六个）IGBT最好用同一批次的同型管（避免因工艺参数不同造成桥臂失衡）。
在更换IGBT时应小心静电击穿，最好在更换过程中用一短路线短接G、E两极。
①关断电源打开机壳，目测检查机器的损坏情况，做出初步分析。大致确定故障范围，例如主回路或控制回路。如已确定IGBT已经烧毁，则可按以下标准步骤检测。
②检查主回路电路的损坏，其部件包括电源开关、三相整流桥、IGBT、主开关变压器、次级整流单元。检查的重点是元器件的损坏状况，如短路、开路、对地、击穿、触点烧蚀等等。在检查时应注意区分在线和离线状态的不同，如发现损坏应用同型号的元件替换。在更换元件前一定要对元件仔细检查保证所换元件质量。
③拆下触发板检查。重点检查触发保护，也可在离线状态对触发板进行检查。方法如下：在电源变压器端口接入交流电源，给触发板供电，测端口的触发信号，调节过流保护。调整好后将触发板装回机内。
④检查各组连接线是否存在接触不良的现象。重点检查IGBT的两组触发信号线，一定要保证其能良好接触。此步骤不可忽略，否则极有可能因为触发信号的传递不良误触发，使得开关管IGBT误开通导致初级侧短路再次损坏设备。
⑤查高频回路的吸收电容有无失效、短路等现象，确保能可靠工作。如高频回路的吸收有故障不但会损坏主回路元件，更有可能损坏控制回路（PCB板）。因吸收回路的电容较小，为可靠检测可离线测量。断开初级整流桥的输出侧，断开高频电路的电源（此步骤是为安全起见而采用的步进检测）。
⑥打开电源看机器有无异常。按下开关查看相关指示灯。
⑦用示波器监测IGBT的触发信号有无异常。检查输出波形是否合格（输出应为方波信号，一般开通+15V，关断-12V），如无异常可以用稳压电源接到初级电源输入端（由整流器初级或次级端输入，但要保证拆除交流电源）调节电压到30V，检测稳压电源输出电流是否超标（不超过1A均可认为正常），如果稳压电源的负载电流超标则可以认为系统仍有故障点，如一切正常进行下一步。
关断电源将初级整流输出接好（撤掉稳压电源），打开电源使滤波电容充电，然后关闭电源拆除初级整流输出流的连线。关闭电源按开关，用示波器检测IGBT逆变输出的波形是否正常（此步是利用电容存储的电量提供一个短时的主回路工作电压，因其所加的时间和电量均较小，即使回路仍存有故障点，也不会造成太大的损坏）。
⑧关闭电源按开关，用示波器检测IGBT逆变输出的波形是否正常（此步是利用电容存储的电量提供一个短时的主回路工作电压，因其所加的时间和电量均较小，即使回路仍存有故障点也不会造成太大的损坏）。
⑨输出波形的电压会随着时间慢慢地下降，这符合电容的放电规律。
在确认上述工作全部已经做好并确定无故障后，复原主回路线路但不要连接高频回路，接好电阻箱（注意电阻箱和机器功率之间的配接）。
对于MOSFET的检修和IGBT相似。
1.4.2 直流伺服电机
和普通直流电机一样，这里重点介绍电机中电刷的安装，关于绕组的修理和轴承等机械部分不介绍。
（1）电刷的安装 电刷装入刷握内要保证能够上下自由移动，电刷侧面与刷握内壁的间隙应在0.1～0.3mm之间，以免电刷卡在刷握中因间隙过大而产生摆动。刷握下端边缘距换向器表面的距离应保证在2～3mm范围内，其距离过小，刷握易触伤换向刷；过大，电刷易跳动、扭转而导致损坏。
研磨电刷弧面时，应用细玻璃砂纸（勿用金刚砂纸），将其蒙在换向器或集电环上，在电刷上施加同于运行时的弹簧压力后，沿电机旋转方向抽动砂纸（拉回砂纸时应将电刷提起），直到电刷弧面与换向器或集电环基本吻合为止。研磨好后取出电刷观察接触面，电刷与换向器或集电环的接触面要在80%以上，并清除研磨下来的粉末和砂粒。电机空转30min，然后以25%的负荷运转，待电刷与换向器或集电环接触完好，电机即可投入正常运行。
（2）电刷的压力 施于电刷上的弹簧压力应尽可能一致，一般要求误差小于10%，尤其是并联使用的电刷，不然将导致各电刷负荷的不均。不同电机，其弹簧压力亦不相同。圆周速度较高的电机，其电刷压力也应适当增大，但压力过大将增加电刷的磨损。电刷压力可参照电刷技术性能表中的数据进行调整。
（3）更换新电刷 电刷磨去原高度2/3或1/2就需更换新的电刷。更换新电刷时，旧的电刷应全部从电机上取下，更换的新电刷在型号、规格上应和原用电刷相同。同一台电机的换向器或集电环，不允许混用两种或两种以上型号的电刷。由于电刷规格很多，如果实在没有同型号的电刷，可以用大一点的电刷，用锯条、砂纸等切割、研磨成形，要确保外形尺寸、形状原用电刷相同，引线要保证被较多的石墨包围。普通尺寸较小的电刷，在电动工具、汽车发电机等维修配件店都能找到。对于含铜高的铜红色电刷、含银高的银色电刷（直流测速发电机用）等金属石墨电刷一般不能用普通石墨电刷替换。
（4）电刷的维护 电机运行时，换向器或集电环表面经常保持一层光亮的棕色的氧化薄膜（氧化亚铜），以利于稳定电刷的接触电压，降低摩擦系数，减弱火花，减少电刷对换向器或集电环的磨损。氧化膜过厚，接触电压将增加，引起电刷过热及增加电气损耗。氧化膜过薄，则将加剧电刷、换向器或集电环的磨损，并易产生强烈的火花。氧化膜的形成，在电机25%的额定负荷下较为容易。氧化膜形成的厚薄与电机使用环境有关，在温度高、湿度大和有腐蚀性气体的情况下，换向器及集电环易形成较厚的氧化膜，反之，在高原地区及空气稀薄的情况下，换向器及集电环则不易形成氧化膜。在特殊环境中使用的电刷，应选择用适当浸渍剂处理过的电刷。连续工作的电机，电刷的负荷不应超过技术性能表中的允许值。各种电刷都具有自润滑性能，因此严禁在换向器或集电环上涂油、石蜡等润滑剂。
（5）换向器的车削和清理 当电机换向器或集电环的椭圆度超过0.02mm时，或被电刷磨出沟槽时，就应车削、研磨，以免电刷因换向器或集电环的偏心度过大而颤震。换向器片间的铜屑等污物要清除干净，换向器片间云母是不允许突出的，云母槽应保持在1mm左右的深度。
1.4.3 交流伺服电机
目前大都是永磁转子的交流伺服电机，其结构简单，很少出故障，但价格较高，主要由有三相绕组的定子、永磁转子、编码器等组成。绕组和机械部分和普通电机比主要是精度高，不能敲击。拆开后最好用薄铁片将转子卷好，使磁场短路，防止退磁。转子轴后端的编码器的转动盘部分与转子轴用锥度轴配合连接，精度很高。固定检测部分是有电路板的，可以和普通电路板一样进行维修。安装编码器时要特别强调相对于磁极的角度。在拆卸前最好在转子轴与编码器的连接端面用划针等划线做标记，回装时有一个粗略定位。
在完成伺服电机的维修后，为了保证编码器的安装正确，必须进行转子位置的检查和调整，步骤如下：①将电动机电枢线的V、W相（电枢插头的B、C脚）路相连。②将U相和直流调压器的“+”端相连，V、W和直流电源的“-”端相连，编码器加入电源。③通过调压器对电动机电枢加入励磁电流。这时，因为IU=IV+IW，且IV=IW，事实上相当于使电动机工作在相对于U相电的90°位置，因此伺服电机（永磁式）将自动转到U相的位置进行定位。加入的励磁电流不可以太大，只要保证电动机能进行定位即可。④在电动机完成U相定位后，旋转编码器，测量编码器的检测输出，使编码器的转子位置检测信号为90°位置，使转子位置检测信号和电动机实际位置一致。⑤安装编码器固定螺钉，装上后盖，完成电机维修。
也可以将U相断开，W、V分别接直流电源的“+”“-”端，这时IU=0，IW=-IV，IW>0，从三相交流电源的波形知，相当于U相电的0°位置，这时编码器的转子位置检测信号为0°位置。不同的交流伺服电机的三相接线不同，可以参考驱动器和用户手册，查U相、W相、V相在连接器的编号。不同的交流伺服电机的编码器的连接器也不同，有的编码器输出是通信接口，无法从接口线直接检测角度，只能从内部电路板中检测。有的是A、B相正交输出，再配合Z相零位输出，这类增量编码器可以在连接器上直接测量。还有的输出正弦、余弦两路模拟信号。不同的编码器所用的电源电压可能不同，但大部分是5V的。交流伺服电机的编码器的连接线有电源线、角度信号线、通信线、过热检测等。详细情况查阅用户手册，一般可以从生产厂家网站下载，还可以从互联网搜索查找。
1.4.4 步进电机
步进电机结构简单，和普通电机相比特点是精度高，转子与定子的间隙很小，有的为50μm，如此小的间隙，转子与定子有很少的污物或轴承有很少的径向间隙都会导致扫膛，不能运转，修理时要特别注意。