變頻器中IGBT爆炸原因分析,深入透徹!

2020-11-30 電子產品世界

　　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模塊會經常出現爆炸的情況。下面，小編就結合案例具體分析一下。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201903/398366.htm

定義

　　一、IGBT爆炸

因為某些原因，模塊的損耗十分巨大，熱量散不出去，導致內部溫度極高，產生氣體，衝破殼體，這就是所謂的IGBT爆炸。

　　二. IGBT爆炸原因分析

　　1.爆炸的本質是發熱功率超過散熱功率，內部原因應該就是過熱。

　　2.人為因素 (1)進線接在出線的端子上(2)變頻器接錯電源(3)沒按要求接負載3.常見原因： (1)過電流 ：一種是負載短路，另一種是控制電路處邏輯受幹擾，導致上下橋臂元件直通。 (2)絕緣的損壞 (3)過電壓 ：通常是線路雜散電感在極高的di/dt作用下產生的尖峰電壓而造成，解決的辦法就是設計高性能吸收回路，降低線路雜散電感。 (4)過熱 ：IGBT不能完全導通，在有電流的情況下元件損耗

　　增大，溫度增加導致損壞。 (5)通訊誤碼率 a.通訊一段時間後，突然的錯誤信息導致IGBT誤導通使 IGBT爆炸b.通訊板FPGA程序運行不穩定導致IGBT誤導通使IGBT爆炸4其他原因(1)電路中過流檢測電路反應時間跟不上。

　　(2)IGBT短路保護是通過檢測飽和壓降，而留給執行機構的時間一般是10us(8倍過流)在上電的時候容易燒預充電電阻和制動單元裡的IGBT。

　　(3)工藝問題：銅排校著勁、螺絲擰不緊等。

　　(4)短時大電流：原因也有很多，比如死區沒設置好、主電路過壓、吸收電路未做好。

　　(5)驅動電源也是個應該特別注意的問題，該隔離加隔離、該濾波加濾波。

　　(6)電機衝擊反饋電壓過大導致IGBT爆炸。但對於充電時爆炸的情況發生的概率不是很大。

　　(7)電機啟動時，輸入測電壓瞬間跌落，電容放電。輸入測電壓恢復後電容充電時的浪湧電流過大致使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%。本來懷疑是充電電路的問題，但是這是個老機型，用過很長時間了。後來發現由於使用了新的工廠，新工廠的配電有問題，電網電壓不穩造成的。

　　案例二

變頻器上電炸，故障率大約為2%。一直找不到原因，後來發現一個奇怪的現象，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。

　　案例三

　　變頻器運行好好的，突然就一聲巨響，柜子跳電，它的保護電路完善，並非接線錯誤，但卻爆了兩個IGBT。原因是電機衝擊反饋電壓。

　　案例四

　　陝西某煤化集團IGBT爆炸原因分析

　　(1)供電線路短路過流，功率單元過流保護不靈敏是主要原因，過壓是次要因。

　　(2)變頻器運行過程中，如果有一臺功率單元發生損壞，由於風機電機的轉動慣量巨大，將導致能量突然劇烈倒灌，造成強過流、強過壓，如果變頻器保護不及時將使多個功率單元的IGBT同時燒損。

　　(3)主扇6KV供電系統上如果有多臺大型電機同時起動，將會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，在電壓快速恢復時產生強大的浪湧電流衝擊，如果變頻器保護不及時將使多個功率單元的IGBT同時燒損爆炸。

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