Le cause del guasto dei moduli IGBT nei convertitori di frequenza sono diverse. Di seguito è riportata un’analisi dettagliata di queste cause:
I. Problemi di sovracorrente e carico
1. Sovracorrente eccessiva:Ciò può derivare da cortocircuiti monofase- negli avvolgimenti del motore, cortocircuiti esterni in una fase degli avvolgimenti, impilamento della macchina di carico, guasti di fase o cortocircuiti nelle linee di ingresso.
2. Squilibrio del carico interno:Lo squilibrio del carico può anche far sì che il modulo IGBT sopporti una corrente eccessiva, con conseguenti danni.
II. Problemi di tensione
1. Tensione di linea in ingresso eccessiva:Una tensione della linea di ingresso eccessivamente elevata può danneggiare i moduli IGBT a causa della sovratensione.
2. Sovratensione del bus:Durante il normale funzionamento, quando i dispositivi di commutazione dell'inverter vengono disattivati, l'energia induttiva immagazzinata nel circuito del bus può causare una sovratensione del bus, danneggiando successivamente gli IGBT.
III. Problemi di messa a terra e capacità
1. Capacità di terra eccessiva:Le sovracorrenti che fluiscono attraverso le linee elettriche possono verificarsi a causa di collegamenti capacitivi a carichi a frequenza variabile-o a cablaggi inadeguati.
2. Condensatori di filtro invecchiati:Il degrado dei condensatori di filtro negli alimentatori a frequenza-variabile aumenta la capacità, amplifica l'induttanza esterna e riduce la capacità del bus di assorbire sovratensioni, danneggiando potenzialmente gli IGBT.
IV. Gestione termica e questioni ambientali
1. Dissipazione del calore inadeguata:Gli azionamenti a frequenza variabile generano una notevole quantità di calore durante il funzionamento. Una scarsa dissipazione del calore fa sì che la temperatura di giunzione dei moduli IGBT aumenti continuamente, superando il limite massimo di temperatura del chip e provocando danni al dispositivo.
2. Ambiente operativo difficile:Contaminanti come olio e polvere possono ostruire i canali di dissipazione del calore dell'unità, compromettendo l'efficienza del raffreddamento. Inoltre, gli ambienti difficili possono danneggiare i componenti elettronici sulla scheda del driver del gate.
V. Problemi del circuito di azionamento
1. Guasto al circuito di azionamento:Componenti come optoaccoppiatori e diodi nel circuito di azionamento vengono spesso danneggiati quando il modulo si brucia, causando guasti al circuito di azionamento e conseguentemente danneggiando il modulo IGBT.
2. Danno alla linea di attivazione:Danni alle linee di trigger IGBT possono anche impedire il corretto funzionamento del modulo IGBT o addirittura causare danni.
VI. Altri fattori
1. Disastri esterni come fulmini o perdite di edifici:Questi fattori esterni possono danneggiare l'inverter, compreso il modulo IGBT.
2. Procedure di manutenzione improprie:Ad esempio, la mancata implementazione della protezione elettrostatica durante la sostituzione o la modifica dei moduli di potenza oppure un raffreddamento, un fissaggio o un isolamento inadeguati durante le riparazioni possono portare al danneggiamento del modulo IGBT.
In sintesi, i guasti dei moduli IGBT negli inverter derivano da molteplici cause, tra cui problemi di sovracorrente e di carico, problemi di tensione, problemi di messa a terra e di capacità, gestione termica e fattori ambientali, malfunzionamenti del circuito di azionamento e altre influenze esterne. Pertanto, quando si utilizzano gli inverter, è necessario prestare particolare attenzione a queste aree e adottare misure preventive adeguate per ridurre al minimo il rischio di danni ai moduli IGBT.