Årsagerne til IGBT-modulfejl i frekvensomformere er forskellige. Nedenfor er en detaljeret analyse af disse årsager:
I. Problemer med overstrøm og belastning
1. Overdreven overstrøm:Dette kan skyldes enkeltfasede kortslutninger i motorviklinger, eksterne kortslutninger i en fase af viklingerne, belastningsmaskinens stabling, fasefejl eller kortslutninger i inputledningerne.
2. Intern belastningsubalance:Belastningsubalance kan også få IGBT-modulet til at tåle overdreven strøm, hvilket fører til skade.
II. Spændingsproblemer
1. For høj indgangsspænding:For høj indgangsspænding kan beskadige IGBT-moduler på grund af overspænding.
2. Bus overspænding:Under normal drift, når inverter-koblingsenheder er pulseret fra, kan den induktive energi, der er lagret i bus-sløjfen, forårsage bus-overspænding og efterfølgende beskadige IGBT'er.
III. Jordings- og kapacitansproblemer
1. Overdreven jordkapacitans:Overspændingsstrømme, der strømmer gennem elledninger, kan forekomme på grund af kapacitive forbindelser til variable-frekvensbelastninger eller forkert ledningsføring.
2. Ældrende filterkondensatorer:Nedbrydning af filterkondensatorer i strømforsyninger med variabel-frekvens øger kapacitansen, forstærker ekstern induktans og reducerer bussens evne til at absorbere overspændinger, hvilket potentielt beskadiger IGBT'er.
IV. Termisk styring og miljøspørgsmål
1. Utilstrækkelig varmeafledning:Drev med variabel frekvens genererer betydelig varme under drift. Dårlig varmeafledning får IGBT-modulernes overgangstemperatur til at stige konstant, hvilket overskrider chippens maksimale temperaturgrænse og resulterer i beskadigelse af enheden.
2. Barskt driftsmiljø:Forurenende stoffer som olie og støv kan tilstoppe drevets varmeafledningskanaler, hvilket forringer køleeffektiviteten. Derudover kan barske miljøer beskadige elektroniske komponenter på gate-driverkortet.
V. Drevkredsløbsproblemer
1. Drevkredsløbsfejl:Komponenter som optokoblere og dioder i drevkredsløbet bliver ofte påvirket, når modulet brænder ud, hvilket forårsager drevkredsløbsfejl og efterfølgende beskadiger IGBT-modulet.
2. Udløserlinjeskade:Beskadigelse af IGBT-triggerlinjerne kan også forhindre IGBT-modulet i at fungere korrekt eller endda forårsage skade.
VI. Andre faktorer
1. Eksterne katastrofer som lynnedslag eller bygningslækager:Disse eksterne faktorer kan beskadige inverteren, inklusive IGBT-modulet.
2. Ukorrekte vedligeholdelsesprocedurer:For eksempel kan undladelse af at implementere elektrostatisk beskyttelse ved udskiftning eller ændring af strømmoduler, eller utilstrækkelig afkøling, fastgørelse eller isolering under reparationer, alt sammen føre til skade på IGBT-modulet.
Sammenfattende stammer IGBT-modulfejl i vekselrettere fra flere årsager, herunder problemer med overstrøm og belastning, spændingsproblemer, jordforbindelse og kapacitansproblemer, termisk styring og miljøfaktorer, drevkredsløbsfejl og andre eksterne påvirkninger. Ved drift af invertere skal der derfor lægges særlig vægt på disse områder, og passende forebyggende foranstaltninger bør implementeres for at minimere risikoen for IGBT-modulskader.