IGBT Модулдерінде Қателерді Табу және Олардан Қорғау Өтініштері

IGBT модульдерінің қателерінің адал себептерін анықтау

Термік стресс және қуыршылық

Термиялық стресс негізгі себептердің бірі болып табылады IGBT модулі нашар жылу беру себебінен істен шығу. IGBT модульдері жұмыс кезінде жылу шығарады және бұл жылуды тарату керек, әйтпесе қызып кету мүмкін. Оған жүк көлігі сияқты ант беруге үйретіңіз: Термиялық велосипедтің физикасы оның себебін түсіндіруге көмектеседі: Жүктеме өзгерген кезде модульдің температурасын жоғары және төмен айналдыру құрамдастардың кеңеюіне және жиырылуына әкеледі және бұл ішкі құрамдастарды бұзуы мүмкін. Өнеркәсіп статистикасы IGBT ақауларының жоғары пайызы - әдетте 55-60% - жылу проблемаларына байланысты екенін көрсетеді. Бұл оның жұмыс істеу мерзімін ұзарту және маңызды модульдердің сенімділігін арттыру үшін осы модульдер үшін жақсы салқындатылған жүйелердің маңыздылығын көрсетеді. қолдану өнеркәсіптік автоматтандыру және жаңартылатын энергия жүйелері сияқты салалар.

Ток және күш артуы

Басқа IGBT модулінің істен шығу себептеріне артық ток және кернеу импульстері жатады. Үлкен токпен жұмыс істейтін модуль электр компоненттерінің өз мүмкіндіктерін шектеуге дейін пайдалану нәтижесінде кернеу туғызады және сол арқылы модульдің өте ауыр зақымдануын бастауы мүмкін. Кернеу импульстері, әдетте, сыртқы сургетер немесе кенет жүктеме ауыстыруларымен туындайды, олар модуль ішіндегі жартылай өткізгіш қосылыстардың зақымдануына әкеліп соғуы мүмкін. Сол сияқты аномалияларды болдырмау үшін предохранительлер мен автоматты ажыратқыштар сияқты қорғаныс схемалары қолданылады, бірақ олар өз кезегінде өте ауыр жағдайларда жарамсыз болуы мүмкін, сондықтан модульге зиян келуі мүмкін. Өнеркәсіптік процестер бойынша зерттеулер артық токпен байланысты істен шығулардың әлі де жиі кездесетінін көрсетеді (барлығының 20-30% аумағын құрайды). Мұндай деректер IGBT модульдерінің әртүрлі ауыр жағдайларда ұзақ мерзімді жұмыс істеуі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін қорғаныс жүйелерін кезең-кезең сайын тексеріп отыру мен профилактикалық жөндеу маңыздылығын көрсетеді.

IGBT модулі жаманалығының негізгі белгілері

Қате ауыстыру әрекеті

IGBT модульдеріндегі болжамсыз ауыстыру әрекеттері өзгермелі шығысты және ұзақ ауыстыру үзіліс уақытын туғызады, бұл мүмкін болатын ақаулық туралы хабардар етеді. Мұндай ауыстыру дұрыс еместігі жалпы жүйенің төмен өнімділігіне әкеліп соғуы мүмкін, бұл өнеркәсіптік орталардың көпшілігінде жұмысты тигізетін әсер етеді. Белгілерге жеткізу құрылғысының күтпеген уақытта желіден шығып қалуы немесе шығыс фазасының жерге қысқа тұйықталғанын көрсететін нәтиже беруі жатады. Бұл белгілер бақылаусыз қалса, олар тек өнімділіктің төмендеуімен ғана шектелмейді, жиі жағдайда басқа электронды компоненттерге зиян келтіреді. IGBT импедансының модуляциясы жаңа IGBT диагностикасының тәсілі ретінде шекаралық жүйелер жиынтығы арқылы бақыланады. Әдебиетте көрсетілгендей, аномальды құбылыстар IGBT-тің шығып қалуының алғашқы ескертуі болып табылады және IGBT-тің істен шығуына байланысты зауыттардың нашар жұмыс істеуі туралы хабарламалар бар.

Өшірілген жылу ығысуы

Алайда, трансформаторлық қосалқы станцияның желдеткіштері IGBT VFD жетегінің шығындарын ең аз деңгейде ұстап, артық жылу шығаруы керек, себебі температураның ұзақ уақыт жоғары болуы оның өнімділігін төмендетеді және істен шығуын жылдамдатады. Көптеген IGBT модульдері біраз жылуға төзімді болып жасалғанымен, жиі қызып кету компоненттің қызмет ету мерзімін қысқартады. Ойын ішіндегі температура бақылау құралдарын пайдаланып жылу деңгейін қадағалап отыру мен рет-ретімен тексеріп тұру – жақсы тәжірибе, мысалы радиаторлар әдеттегіден аса қызып кетпеуін тексеру. Жоғары температуралы ортада жұмыс істейтін модульдердің қызмет ету мерзімі 50% дейін азаюы мүмкін деген хабарланған. Ұзақ мерзімді жүйе қызметін сақтау мен күтпеген тоқтауларды болдырмау үшін осындай жүйелердегі жылуды жиі өлшеп, бағалау маңызды.

Диагностика үшін маңызды тесттеу әдістері

IGBT модулдерін толық testeу арқылы олардың операциялық қызмет етуі мен ұзақ өмірін сақтау маңызды.

Полярлық және функциялық тесттер

Поляртік тесттер IGBT модульдерінің дұрыс жұмысын сақтау үшін маңызды. Олар компоненттердің баптауланған функцияларының ішінде жұмыс істейтінін тексереді, мүмкін тұрақсыздықтардан сақталады. Бұл тесттерді орындау үшін тиімді:

Полярлықты анықтау: Тізбектей қосылған электродтарды анықтау үшін R×1KΩ диапазонына орнатылған көпше құралын пайдаланыңыз.

Тестілеу функционалы: Мультиметрді R×10KΩ диапазонына қойып, модуль жұмысын растау үшін әртүрлі нүктелерде өлшеңіз.

Протоколдарға сыйластыңыз: Диагностикалық дәлдікті сақтау үшін отрасельде танымал процедураларға сыйластыңыз.

Стандарттық тесттеу протоколдары ерекше тұрғыда полярдық және функционалдық тексерулердің маңыздылығын басып өтеді, бұл тұрақсыз диагностикасын қалайтуға болатындығын анықтау үшін шектеу кестесінде көрсетілген.

Бөлінген жүк берілгенде стресс тесті

Жүк берілгенде стресс тесті IGBT модульдерінің жұмыс синирын бағалауда маңызды рөл атқарады. Бұл тест реальдық шарттарды симуляциялейді, инженерлерге қосылу бұрын тұрақсыз нүктелерді табуға мүмкіндік береді. Стресс тестінің мақсаты:

Күшті Шарттарды Симуляциялау: Стресстік шарттарда модуль қалай жауап беретінін көру үшін әртүрлі деңгейде басыруды қолданыңыз.

Өнімділікті бағалау: Модульдің әрекетін бақылап, әлсіздіктерді анықтаңыз.

Санаттық стандарттарға салыстыру: Релиабилити тестілеу үшін қамтамасыз етілген санаттық стандарттармен нәтижелерді салыстырыңыз.

Бұл тәсілдер санаттық стандарттармен растақтанады, олар стresstестінің деректілігінен кез-келген деректерді қорытындылайды, бұл диагностикалық құрал ретінде деректілігін қолдайды.

Жеткіліксіз болуын қашыту үшін алдын ала қабілеттер

Теңізуші системасының дұрыс дизайні

IGBT модулі үшін салқындату жүйесін жобалау модульдерді қорғау мен артық температураны болдырмау үшін маңызды. Салқындату жүйесін дұрыс жобалау үшін жоғары жылу өткізгіштік қасиеттері бар материалдар, жақсы жылу шашу, қоршаған ортаның температурасы мен ауа ағыны шектеулері қажет. Тиімді жылу шашу IGBT модульдерінің ұзақ қызмет етуі мен сенімді жұмыс істеуімен тығыз байланысты, себебі температура кернеуі жарамсыз ақаулардың пайда болуына әкелуі мүмкін.

IGBT модулінің өнімділігін дамытудағы жетістіктер оның жетілдірілген суыту технологиялары арқылы жүзеге асырылады. Сұйық суыту, жаңа радиаторлар мен фазалық ауысу материалдары сияқты жаңа суыту технологиялары соңғы және ең мықты жетістіктердің бірі болып табылады. Бұл жетістіктер жылу ортасын бақылау мүмкіндігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар модульдің компактілі және әсерлі жобалауына әкеледі.

Өрлеуден қорғау қолдану

IGBT-модулінің импульстік қорғанысы кернеу шұғыл өзгерістерінен IGBT модулдерін қорғау үшін маңызды, себебі бұл жартылай өткізгіштік қосылыстарды бұзып жіберуі мүмкін. Кернеу деңгейлерін EMI сүзгіш модульдерге зиян келтірмейтін деңгейге дейін шектеу үшін кернеу тежеуіштері, металл тотығы варисторлары (MOV) және т.б. сияқты импульстық қорғаныс құрылғылары қолданылуы мүмкін. Импульстық қорғаныс құрылғысының жақсы интеграциясы жүйенің сенімділігін арттырып, қателіктердің болу ықтималдығын күрт төмендетеді.

Кернеу қорғаумен жұмысты жүргізудің ең дұрыс жолы - жүйенің қуат талаптарын сын көзбен талдау және қорғау стратегиясын әзірлеу. Тәжірибе көрсетіп жатқандай, жеткілікті қорғау электрондық жүйелердің жұмыс істеу мерзімін ұзарту үшін негізгі мәселелердің бірі болып табылады және сондықтан ИБГТ модулі жүйелерінде ақаулардың көп түрін болдырмауға болады. Осындай шараларды қабылдау ақаулар мен техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды азайтады.

Қызмет көрсету және ұзақ өмірлеу үшін ең жақсы практикалар

Қатынас бойынша зерттеу кестесі

iGBT модульдерін кезең-кезең бақылау ұзақ мерзімді пайдалану үшін де маңызды. Кезеңді тексеру жоспары негізгі параметрлерді, мысалы, полярлықты, жұмыс істеу қабілеттілігін және ықтимал қайта қыздыруды тексеруді қамтуы тиіс. Бұл өлшеулер жүйелі түрде қайталануы тиіс: әрі қарай, коллектор мен эмиттер тексерілуі тиіс, олардың бәрі дұрыс кедергіге ие болуы тиіс. Зерттеулер IGBT модульдері белгілі бір техникалық қызмет көрсету бағдарламасына ұшыраған жағдайда жоғары сенімділік көрсететінін көрсетті, сондықтан IGBT модульдерін сынау номиналдық сипаттамалармен салыстырғандағы ақау сипаттамаларын ескере отырып өте маңызды болып табылады, [17].

Тексерулерді әдетте модульдер қолданылатын шаңғы жүрісі мен орта жағдайларына және пайдалану интенсивтілігіне сәйкес әзірлеу керек. Механикалық керен аймақтары, токтың зақымдауы, қызуға бейім нүктелер сияқты маңызды бөліктерге назар аударыңыз. Нақты тексеру арқылы біз уақытылы тозу немесе ақауларды анықтай аламыз, сондықтан IGBT модульдерінің қызмет ету мерзімі ұзартылады.

Оптималды Токтық және Жүктік Басқару

Тиімді кернеу мен жүктемені басқару IGBT модульдерінің өнімділігін және қызмет ету мерзімін арттыруда маңызды рөл атқарады. Қолдануға болатын оптимальды кернеуге берілген нұсқауларды сақтау кернеудің қалыпты жұмыс істеу қауіпсіз мәндерінен ауытқуын болдырмау үшін қажет. Жүктеме есептеулері әртүрлі жұмыс токтарының құрылғыға әсерін анықтау үшін жүргізіледі және осы жұмыс токтары құрылғының көрсетілген рейтингінен аспайтынын бағалау үшін қолданылады, бұл электротехникалық инженерлік стандарттардың көшбасшылары үшін де қабылданған практика.

Жүктемені тиімді ұстап тұру үшін кәсіби мамандар кернеуді әрекет ететін барлық жүйелерде кезең-кезеңмен тексеріп, оның қуатын ұқыпты тарату керектігін айтады. Сонымен қатар, модульдің істен шығуына әкелетін кернеу диапазондарынан қашықтау маңызды. Бұл ретпен жасалатын әрекеттер мен динамикалық жүктемені теңестіру үшін күрделі құралдарды пайдалану IGBT модулін тиімді пайдалануға, сондай-ақ электрлік кернеулерге байланысты істен шығу қаупін азайтуға көмектеседі.

Нәтижені табу үшін, осы стратегиялық ұсыныстарға сай әрекет етсеңіз, біз IGBT модулімізді жоғары деңгейде сақтаймыз, қалыптылық пен ұзақ мерзімді істеме қамтиды. Регулярлық тексеру кестесін қолдану және вольт мен жүк басқаруын қарау - модульдің ұзақ өміріне қолдау үшін маңызды қадамдар.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

IGBT модулінің қателерінің ортақ себептері қандай?

Ортақ себептері - термік стресс және ыстықтық көбейту, күштік ток, вольт шығындары.

Мен қалай IGBT модулінің мүмкін қателерін анықтауға болады?

Тәуелсіз қосылған өңдеу әрекеттері мен артықшылық шынын құлауы мүмкін тиесінен бас тартуын көрсетуге дейін.

IGBT модулінің мәселелерін диагностикалау үшін қандай сипаттама әдістері маңызды?

Маңызды әдістер полярлық және функциялық сипаттамаларын, сонымен қатар, жоғары жүкпен қамтистық сипаттамасын қамтиды.

IGBT-тің бас тартуын қалай алдын алу мүмкін?

Бас тартуді алдын алу үшін әмбебап охладу жүйесі дизайні мен сурып қорғаушы элементтерді қолдану маңызды.

Қызметкерлік әдістер қалай IGBT модулінің ұзақшаулығын арттырады?

Регуларлық тексерулер және оптималды шектер мен жүк басқаруы модуль өмірін ұзақтастыру үшін маңызды.