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    變頻器中IGBT爆炸原因及案例分析
    發(fā)布者:YBDZ8678  發(fā)布時(shí)間:2020-12-04 09:13:45

    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。


     

      定義

      一、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。

      二. IGBT爆炸原因分析

      1.爆炸的本質(zhì)是發(fā)熱功率超過(guò)散熱功率,內(nèi)部原因應(yīng)該就是過(guò)熱。

      2.人為因素 (1)進(jìn)線接在出線的端子上(2)變頻器接錯(cuò)電源(3)沒(méi)按要求接負(fù)載

      3.常見(jiàn)原因: (1)過(guò)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。 (2)絕緣的損壞 (3)過(guò)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。 4)過(guò)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。 5)通訊誤碼率 a.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

      b.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(1)電路中過(guò)流檢測(cè)電路反應(yīng)時(shí)間跟不上。

      (2)IGBT短路保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)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(guò)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。

      (3)工藝問(wèn)題:銅排校著勁、螺絲擰不緊等。

      (4)短時(shí)大電流:原因也有很多,比如死區(qū)沒(méi)設(shè)置好、主電

      路過(guò)壓、吸收電路未做好。

      (5)驅(qū)動(dòng)電源也是個(gè)應(yīng)該特別注意的問(wèn)題,該隔離加隔離、

      該濾波加濾波。

      (6)電機(jī)沖擊反饋電壓過(guò)大導(dǎo)致IGBT爆炸。但對(duì)于充電時(shí)

      爆炸的情況發(fā)生的概率不是很大。

      (7)電機(jī)啟動(dòng)時(shí),輸入測(cè)電壓瞬間跌落,電容放電。輸入測(cè)

      電壓恢復(fù)后電容充電時(shí)的浪涌電流過(guò)大致使IGBT爆炸


     

      三.IGBT爆炸的案例

      案例一

      變頻器上電就炸,故障率大約為5%。本來(lái)懷疑是充電電路

      的問(wèn)題,但是這是個(gè)老機(jī)型,用過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間了。后來(lái)發(fā)現(xiàn)由于使

      用了新的工廠,新工廠的配電有問(wèn)題,電網(wǎng)電壓不穩(wěn)造成的。

      案例二: 變頻器上電炸,故障率大約為2%。一直找不到原因,后來(lái)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(méi)有做防潮處理,雨天有水珠在PCB上,絕緣出了問(wèn)題。

      案例三

      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。

      案例四:

      陜西某煤化集團(tuán)IGBT爆炸原因分析

      (1)供電線路短路過(guò)流,功率單元過(guò)流保護(hù)不靈敏是主要原因,

      過(guò)壓是次要因。

      (2)變頻器運(yùn)行過(guò)程中,如果有一臺(tái)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(guò)流、

      強(qiáng)過(guò)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。

      (3)主扇6KV供電系統(tǒng)上如果有多臺(tái)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。

     

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