IGBT作为电力电子器件的中央处理器,在电力电子变换器和控制中起着关键性的作用。尤其是在变频器(以下简称VFD)中,IGBT模块更为重要,但它却是VFD损坏较为频繁的元件之一。其中大部分的原因是在工控生产中,由于某些因素会有巨大的损失,热量无法散发,导致内部温度极高,产生气体并突破外壳,这就是所谓的IGBT爆炸。
IGBT爆炸原因分析[VFD配套设备]
1.爆炸的本质是加热功率超过冷却功率,内部原因应该是过热。
2.人为因素:
(1)进线连接到出线端子
(2)连接错误的电源
(3)未按要求连接负载
3.常见原因:
(1)过流:一是负载短路,二是控制电路处逻辑干扰,导致上下桥臂组件直接连接。
(2)绝缘损坏
(3)过电压:通常由线路杂散电感在极高di/dt作用下产生的峰值电压引起。解决方案是设计一个高性能的吸收环路,以降低线路的杂散电感。
(4)过热:IGBT不能完全打开,有电流时元器件损耗增加,温度升高,造成损坏。
(5)沟通错误率a.沟通一段时间后,突然出现错误信息导致IGBT误导、IGBT爆炸;b.通信板FPGA程序运行不稳定导致IGBT误导和IGBT爆炸
4.其他原因:
(1)电路中过流检测电路的响应时间跟不上。
(2)IGBT短路保护是检测饱和压降,留给执行器的时间一般为10us(8倍过流)。上电时很容易烧坏制动单元中的预充电电阻和IGBT。
(3)工艺问题:铜排紧固不牢,螺丝未拧紧。
(4)短时大电流:原因很多,比如死区设置不好,主电路过压,吸收电路做得不好。
(5)驱动电源也是一个需要特别注意的问题,即隔离加隔离,滤波加滤波。
(6)电机脉冲反馈电压过大导致IGBT爆炸。但是充电时爆炸的概率不大。
(7)电机启动时,输入电压瞬间下降,电容放电。输入电压恢复后,电容充电时浪涌电流过大,引起IGBT爆炸。
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