Príčiny zlyhania modulu IGBT vo frekvenčných meničoch sú rôzne. Nižšie je podrobná analýza týchto príčin:
I. Problémy s nadprúdom a záťažou
1. Nadmerný nadprúd:Môže to byť dôsledkom jednofázových skratov vo vinutí motora, externých skratov v jednej fáze vinutí, nahromadenia záťaže, fázových porúch alebo skratov vo vstupných vedeniach.
2. Nevyváženosť vnútorného zaťaženia:Nevyváženosť záťaže môže tiež spôsobiť, že modul IGBT znáša nadmerný prúd, čo vedie k poškodeniu.
II. Problémy s napätím
1. Nadmerné vstupné napätie:Príliš vysoké vstupné napätie môže poškodiť IGBT moduly v dôsledku prepätia.
2. Prepätie zbernice:Počas normálnej prevádzky, keď sú spínacie zariadenia invertorov vypnuté, môže indukčná energia uložená v slučke zbernice spôsobiť prepätie zbernice a následne poškodiť IGBT.
III. Problémy s uzemnením a kapacitou
1. Nadmerná kapacita zeme:Nárazové prúdy pretekajúce cez elektrické vedenia sa môžu vyskytnúť v dôsledku kapacitných pripojení k záťaži s premenlivou frekvenciou{0} alebo nesprávneho zapojenia.
2. Starnúce filtračné kondenzátory:Degradácia filtračných kondenzátorov v napájacích zdrojoch s premenlivou frekvenciou- zvyšuje kapacitu, zosilňuje vonkajšiu indukčnosť a znižuje schopnosť zbernice absorbovať prepätia, čo môže viesť k poškodeniu IGBT.
IV. Tepelný manažment a environmentálne otázky
1. Nedostatočný odvod tepla:Pohony s premenlivou frekvenciou vytvárajú počas prevádzky značné teplo. Slabé odvádzanie tepla spôsobuje, že teplota spoja modulov IGBT neustále stúpa, pričom prekračuje maximálny teplotný limit čipu a vedie k poškodeniu zariadenia.
2. Drsné prevádzkové prostredie:Nečistoty, ako je olej a prach, môžu upchať kanály na odvádzanie tepla pohonu, čím sa zhorší účinnosť chladenia. Navyše drsné prostredie môže poškodiť elektronické komponenty na doske ovládača brány.
V. Problémy s hnacím okruhom
1. Porucha hnacieho okruhu:Komponenty ako optočleny a diódy v obvode pohonu sú často ovplyvnené, keď sa modul vyhorí, čo spôsobí poruchu obvodu pohonu a následne poškodí modul IGBT.
2. Poškodenie spúšťacieho vedenia:Poškodenie spúšťacích vedení IGBT môže tiež zabrániť správnemu fungovaniu modulu IGBT alebo dokonca spôsobiť poškodenie.
VI. Iné faktory
1. Vonkajšie katastrofy, ako sú údery blesku alebo úniky budov:Tieto vonkajšie faktory môžu poškodiť menič vrátane modulu IGBT.
2. Nesprávne postupy údržby:Napríklad zlyhanie pri implementácii elektrostatickej ochrany pri výmene alebo úprave napájacích modulov alebo nedostatočné chladenie, upevnenie alebo izolácia počas opráv, to všetko môže viesť k poškodeniu modulu IGBT.
Stručne povedané, poruchy IGBT modulov v invertoroch pochádzajú z viacerých príčin, vrátane problémov s nadprúdom a záťažou, problémov s napätím, uzemnenia a kapacity, tepelného manažmentu a faktorov prostredia, porúch obvodu pohonu a iných vonkajších vplyvov. Preto treba pri prevádzke meničov venovať týmto oblastiam osobitnú pozornosť a zaviesť vhodné preventívne opatrenia na minimalizáciu rizika poškodenia IGBT modulu.