變頻器中IGBT爆炸的可能性因素有哪些?
什么是IGBT?它有什么作用?IGBT是電力電子裝置的CPU,在電力電子變流和控制中起著舉足輕重的作用。變頻器中,IGBT模塊更為重要。但是,IGBT模塊會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)爆炸的情況。下面,小編就結(jié)合案例具體分析一下。
IGBT爆炸
因?yàn)槟承┰?,模塊的損耗十分巨大,熱量散不出去,導(dǎo)致內(nèi)部溫度極高,產(chǎn)生氣體,沖破殼體,這就是所謂的IGBT爆炸。
IGBT爆炸原因
1)內(nèi)部因素
從爆炸的本質(zhì)是發(fā)熱功率超過散熱功率,內(nèi)部原因應(yīng)該就是過熱。
2)人為因素
a.進(jìn)線接在出線的端子上
b.變頻器接錯(cuò)電源
c.沒按要求接負(fù)載
3)常見原因
a.過電流:一種是負(fù)載短路,另一種是控制電路處邏輯受干擾,導(dǎo)致上下橋臂元件直通。
b.絕緣的損壞
c.過電壓:通常是線路雜散電感在極高的di/dt作用下產(chǎn)生的尖峰電壓而造成,解決的辦法就是設(shè)計(jì)高性能吸收回路,降低線路雜散電感。
d.過熱:IGBT不能完全導(dǎo)通,在有電流的情況下元件損耗增大,溫度增加導(dǎo)致?lián)p壞。
e.通訊誤碼率:通訊一段時(shí)間后,突然的錯(cuò)誤信息導(dǎo)致IGBT誤導(dǎo)通使IGBT爆炸;通訊板FPGA程序運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致IGBT誤導(dǎo)通使IGBT爆炸。
4)其他原因
a.電路中過流檢測電路反應(yīng)時(shí)間跟不上。
b.IGBT短路保護(hù)是通過檢測飽和壓降,而留給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的時(shí)間一般是10us(8倍過流)在上電的時(shí)候容易燒預(yù)充電電阻和制動(dòng)單元里的IGBT。
c.工藝問題:銅排校著勁、螺絲擰不緊等。
d.短時(shí)大電流:原因也有很多,比如死區(qū)沒設(shè)置好、主電路過壓、吸收電路未做好。
e.驅(qū)動(dòng)電源也是個(gè)應(yīng)該特別注意的問題,該隔離加隔離、該濾波加濾波。
f.電機(jī)沖擊反饋電壓過大導(dǎo)致IGBT爆炸。但對于充電時(shí)爆炸的情況發(fā)生的概率不是很大。
g.電機(jī)啟動(dòng)時(shí),輸入測電壓瞬間跌落,電容放電。輸入測電壓恢復(fù)后電容充電時(shí)的浪涌電流過大致使IGBT爆炸。
IGBT爆炸案例
變頻器上電就炸,故障率大約為5%。本來懷疑是充電電路的問題,但是這是個(gè)老機(jī)型,用過很長時(shí)間了。后來發(fā)現(xiàn)由于使用了新的工廠,新工廠的配電有問題,電網(wǎng)電壓不穩(wěn)造成的。變頻器上電爆炸,故障率大約為2%。一直找不到原因,后來發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象,變頻器特別容易在雨天炸。最終找到原因PCB沒有做防潮處理,雨天有水珠在PCB上,絕緣出了問題。
變頻器運(yùn)行好好的,突然就一聲巨響,柜子跳電,它的保護(hù)電路完善,并非接線錯(cuò)誤,但卻爆了兩個(gè)IGBT。原因是電機(jī)沖擊反饋電壓。
陜西某煤化集團(tuán)IGBT爆炸原因分析:
a.供電線路短路過流,功率單元過流保護(hù)不靈敏是主要原因,過壓是次要因。
b.變頻器運(yùn)行過程中,如果有一臺功率單元發(fā)生損壞,由于風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量巨大,將導(dǎo)致能量突然劇烈倒灌,造成強(qiáng)過流、強(qiáng)過壓,如果變頻器保護(hù)不及時(shí)將使多個(gè)功率單元的IGBT同時(shí)燒損。
c.主扇6kV供電系統(tǒng)上如果有多臺大型電機(jī)同時(shí)起動(dòng),將會(huì)造成變頻器供電電壓的瞬間跌落,使變頻器各功率單元的中間電容存貯的能量瞬間耗盡,在電壓快速恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的浪涌電流沖擊,如果變頻器保護(hù)不及時(shí)將使多個(gè)功率單元的IGBT同時(shí)燒損爆炸。以上就是IGBT的相關(guān)解析,希望能給大家?guī)椭?