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变频器中IGBT爆炸原因

发 布:2019/3/14 9:37:59查 看:2491


IGBT是电力电子装置的CPU,在电力电子变流和控制中起着举足轻重的作用。变频器中,IGBT模块更为重要。但是,IGBT模块会经常出现爆炸的情况。下面,嘉兆君就结合案例具体分析一下。

IGBT爆炸

因为某些原因,模块的损耗十分巨大,热量散不出去,导致内部温度极高,产生气体,冲破壳体,这就是所谓的IGBT爆炸。


IGBT爆炸原因

内部因素:

从爆炸的本质是发热功率超过散热功率,内部原因应该就是过热。

人为因素

●进线接在出线的端子上

●变频器接错电源

●没按要求接负载

常见原因

●过电流:一种是负载短路,另一种是控制电路处逻辑受干扰,导致上下桥臂元件直通。

●绝缘的损坏

●过电压:通常是线路杂散电感在极高的di/dt作用下产生的尖峰电压而造成,解决的办法就是设计高性能吸收回路,降低线路杂散电感。

●过热:IGBT不能完全导通,在有电流的情况下元件损耗增大,温度增加导致损坏。

●通讯误码率:通讯一段时间后,突然的错误信息导致IGBT误导通使IGBT爆炸;通讯板FPGA程序运行不稳定导致IGBT误导通使IGBT爆炸。

其他原因

●电路中过流检测电路反应时间跟不上。

●IGBT短路保护是通过检测饱和压降,而留给执行机构的时间一般是10us(8倍过流)在上电的时候容易烧预充电电阻和制动单元里的IGBT。

●工艺问题:铜排校着劲、螺丝拧不紧等。

●短时大电流:原因也有很多,比如死区没设置好、主电路过压、吸收电路未做好。

●驱动电源也是个应该特别注意的问题,该隔离加隔离、该滤波加滤波。

●电机冲击反馈电压过大导致IGBT爆炸。但对于充电时爆炸的情况发生的概率不是很大。

●电机启动时,输入测电压瞬间跌落,美高梅官方平台放电。输入测电压恢复后美高梅官方平台充电时的浪涌电流过大致使IGBT爆炸。


IGBT爆炸案例

1、变频器上电就炸,故障率大约为5%。本来怀疑是充电电路的问题,但是这是个老机型,用过很长时间了。后来发现由于使用了新的工厂,新工厂的配电有问题,电网电压不稳造成的。

2、变频器上电爆炸,故障率大约为2%。一直找不到原因,后来发现一个奇怪的现象,变频器特别容易在雨天炸。最终找到原因PCB没有做防潮处理,雨天有水珠在PCB上,绝缘出了问题。

3、变频器运行好好的,突然就一声巨响,柜子跳电,它的保护电路完善,并非接线错误,但却爆了两个IGBT。原因是电机冲击反馈电压。

4、陕西某煤化集团IGBT爆炸原因分析:

●供电线路短路过流,功率单元过流保护不灵敏是主要原因,过压是次要因。

●变频器运行过程中,如果有一台功率单元发生损坏,由于风机电机的转动惯量巨大,将导致能量突然剧烈倒灌,造成强过流、强过压,如果变频器保护不及时将使多个功率单元的IGBT同时烧损。

●主扇6kV供电系统上如果有多台大型电机同时起动,将会造成变频器供电电压的瞬间跌落,使变频器各功率单元的中间美高梅官方平台存贮的能量瞬间耗尽,在电压快速恢复时产生强大的浪涌电流冲击,如果变频器保护不及时将使多个功率单元的IGBT同时烧损爆炸。
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