风电变流器igbt击穿(变频器IGBT击穿)

海潮机械 2023-01-05 04:55 编辑:admin 189阅读

1. 变频器IGBT击穿

集电极与发射极之间的电压高于最高工作就会击穿。通常由IGBT从闭合(close)到打开(open)过程中电流突然下降造成的尖峰电压(voltage spike)所导致,因为在IGBT以及电路中会有不可避免的感性阻抗。

IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

2. 风电变流器IGBT

一个简易快的答案就是,通过热交换带走热量,让设备在稳定工作温度内运行。

目前我国风力发电机组主要有风冷和水冷两种,需要冷却的部件主要是发电机,变流器这两大部件,因为这里是能量交换最主要的地方,也是最大的地方,也就自然产生比其他部位多的热量,而热量对发电机,变流器影响很大,热量高对发电机线圈,轴承,对变流器的IGBT、电容都有很大影响。这就需要外部加器件去带走这部分热量,让发电机和变流器维持一个稳定的工作温度。

风冷就是通过外部风扇靠空气流动带走热量,随着发电机的功率越来越大,热量越大,风冷就会达到一个冷却上限,不光是冷却效率问题,还有产品成本问题,一系列影响就需要考虑水冷系统。水循环的冷却效率要高于风冷,但又比风冷复杂,易产生漏液这些次生问题。更换部件还得放冷却液注冷却液,操作较之前风冷繁琐。

风冷却部位不是简单的风扇对着直吹或者抽气,是把大热量部位通过金属散热片导热,再由风扇吸/吹气带走热量,水冷是直接水冷板贴近热量产生部位,直接带走热量。

水冷也不是完全就是水冷,水冷系统的自身冷却是靠风冷,冷却液流向外部换热器,然后再由风扇冷却。

3. 变频器igbt击穿的原因

IGBT击穿一般是过压或者过流,还有就是过温了,门极电压超过规定的范围会导致G-E击穿,C-E间的电压超过Vces也会击穿,而且过压是很容易将IGBT击穿的,比如关断的时候电压尖峰过大,超过了Vces的电压就有可能击穿,而导致电压尖峰过大的原因主要是IGBT所在回路的寄生电感过大或者di/dt过大造成的,可以通过调整门极电阻来控制。

过流击穿一般就是短路了,温度过高也会损坏IGBT的Die,具体要根据实际应用情况来分析。

4. 风电变流器igbt击穿电路

定义:

电动车换频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源頻率方式来调节交流电动机的电力调节设备。

变换频器关键由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检查单元微处理单元等组成。换频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和頻率,根据电机的实际要来供给其所要的电源电压,进而到了节能、调速的目的,除此之外,变频器还有非常多的保障功能,如过流、过压、过载保障等等。随着工业自动化程度的不断提高,换频器也得到了十分广泛的应用。

换频器作用:

主电路是给异步电动机供给调压调频电源的电力变换部分,变换频器的主电路大体上可包括两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器造成的电压脉动的“平波回路。

5. 风电变流器igbt击穿原因

典型的储能变流器内部主要由绝缘栅双极型晶体管组件、电容组件、滤波组件、断路器接触器等电气组件及控制回路印刷电路板集成)等部分构成,其主要发热器件为igbt组件。当前储能变流器在结构设计上主要有两种类型。一种是采用整体设计方案,即将所有器件部件单独放置于柜内,这样不利于维护。

另一种是模块化布局,即将每一相上的igbt与电容封装成一个功率单元模块,三个功率单元模块由统一的风道散热。

但是,三个功率单元模块通过统一的风道进行散热的模式,这样降低了空间利用率,增大了整机体积,igbt散热也不均匀。

6. IGBT击穿

引起电磁炉IGBT短路的原因有很多,要有针对性的分析故障来解决和维修,首先要检查电磁炉驱动管8050和8550的性能,记住还需要检测谐振电容3.3微法的电容量是否正常,另外一个原因由于五微法的滤波电容失容也会导致IGBT的击穿和短路。

7. 风电变流器igbt击穿原理

变流器主要有整流模块﹑中间直流环节﹑逆变模块﹑冷却模块组成。

(1)整流模块。

动车组牵引变流器考虑到使用环境及参数多采用三电平式脉冲整流的方式。

整流器件多采用IGBT模块,每个IGBT模块都反向并联了一只续流二极管,这样就是给反向电压一个通路,保护管子不会被反向截止后的反向电压击穿。

(2)逆变模块。

动车组牵引电机均采用三相交流异步电动机,并且采用了变频调速以便实现较宽的速度范围,这就需要牵引变流器具备逆变模块,在车辆处于牵引工况时,将得到的直流电逆变为电压和频率均可调的三相交流电供电机使用:同时,在车辆处于制动工况时,可以将电机的三相交流电进行整流以便回馈电网。

动车组逆变模块多采用电压源型逆变模块,并且由于三电平式结构可以有效提高中间回路的直流电压,减少输出电压的谐波分量,降低损耗,因此,动车组牵引变流器多采用三电平式电压源型逆变模块。

(3)中间直流环节。

中间直接环节的电压直接影响变流器性能的好坏,因此在实际使用对其要求较高。

中间直流环节可以实现交-直-交变流系统电压的变换,并且为了保证中间电压的稳定性,中间电路增加了储能电容,为牵引电机的基波无功功率和高次谐波提供通路。

(4)冷却模块。

变流器内部均采用IGBT模块实现,因此要求变流器必须具备良好的冷却模块。冷却模块性能要求体积小﹑效率高﹑重量轻﹑易于维护检修,并且不能污染环境。

常用冷却方式包括风冷﹑沸腾冷却﹑油浸冷却﹑热管冷却。

德国ICE采用了封腾冷却,将器件浸泡在冷却液中,上半部分为沸腾气体,利用气体沸腾将变压器热量吸收达到降温目的。

日本新干线采用了热管冷却的方式,利用水或水溶液作为冷却介质在热管中循环,起到降温的作用。

和谐号动车组多采用热管冷却的方式,CRH5型车采用水和乙二醇的混合溶液作为冷却介质,而CRH380B型车则采用水和防冻剂的混合溶液。所需冷却剂的数量大约为20升。

8. 逆变器igbt击穿原因

IGBT击穿一般是过压或者过流,还有就是过温了,门极电压超过规定的范围会导致G-E击穿,C-E间的电压超过Vces也会击穿,而且过压是很容易将IGBT击穿的,比如关断的时候电压尖峰过大,超过了Vces的电压就有可能击穿,而导致电压尖峰过大的原因主要是IGBT所在回路的寄生电感过大或者di/dt过大造成的,可以通过调整门极电阻来控制。