Шта је IGBT у VFD-у и како функционише?

Унутар сваког Погон са променљивом фреквенцијом, постоји сет електронских прекидача велике брзине који се називају IGBT-ови.

IGBT је скраћеница од Insulated Gate Bipolar Transistor. Ови компоненте су језгро VFD инверторског степена. Они директно контролишу брзину и обртни момент мотора.

Разумевање IGBT-а помаже инжењерима да одржавају погоне, брже дијагностикују кварове и одаберу опрему вишег квалитета.

Шта је ИГБТ?

IGBT је трополупроводнички прекидач. Комбинује најбоље карактеристике два типа транзистора. Укључује се и искључује веома брзо — хиљаде пута у секунди — под високим напоном и струјом.

Унутар VFD-а, шест IGBT транзистора је распоређено у трофазном инверторском мосту (два по излазној фази). Три терминала су:

• Капија (G) — прима сигнал за прекидање са контролне плоче погона.
• Колектор (C) — повезује се са позитивном или негативном DC сабирницом.
• Емитер (Е) — повезује се са излазним терминалом мотора.

Како модулација ширине импулса (PWM) контролише брзину мотора

Након што се наизменична струја из мреже претвори у једносмерну, напон једносмерне магистрале је обично од 530 до 680 V. Шест IGBT транзистора секу овај једносмерни напон у низ прецизно темпираних импулса. Овај процес се назива модулација ширине импулса или PWM.

Контролна плоча подешава време укључивања/искључивања сваког IGBT пара хиљадама пута у секунди. Намотаји мотора делују као природни филтер због своје индуктивности. Пулсирајући напон се усредњава у глатку струју тачно на потребној фреквенцији и напону.

MC9001 омогућава корисницима да подесе носећу фреквенцију PWM-а (параметар F0.15) између 2 kHz и 16 kHz. Виша фреквенција производи глаткији рад мотора, али повећава топлоту у погону. Нижа фреквенција смањује температуру погона, али може мало повећати буку мотора.

Такође се спорије пребацују, што повећава топлоту и смањује ефикасност погона. MINGCH набавља премиум IGBT модуле за сваки MC9001 погон. Свака јединица пролази кроз фабрички тест пуним оптерећењем пре испоруке. Ово осигурава да до купца стигну само потпуно верификовани погони. 

За велетрговце и трговинске компаније, то значи мање поврата робе у оквиру гаранције и веће задовољство купаца.

Како тестирати IGBT модул помоћу мултиметра

Ако се погон искључи Квар прекострујног кварa (OC) Одмах при покретању, кратак спој IGBT-а је вероватни узрок. Пратите ове кораке за безбедно тестирање: 

Корак 1 — Искључивање и пражњење:

• Искључите мрежно напајање и сачекајте најмање 10 минута. 
• Измерите једносмерни напон на терминалима сабирнице P+ и N− помоћу мултиметра. 
• Не отварајте кућиште уређаја док очитавање не падне испод 36 V.

Корак 2 — Тест диодног режима:

• Подесите мултиметар на режим тестирања диода. 
• Поставите црвену сонду на колектор (C), а црну сонду на емитер (E). Исправан IGBT транзистор очитава отворено коло (OL) у овом смеру. 
• Обрните поља сонде. Исправан уређај показује 0,3 до 0,7 V — директни напон његове уграђене диоде. 
• Очитавање нуле у оба смера указује на кратак спој IGBT-а. Модул мора бити замењен.

Корак 3 — Тест функционалности капије:

• Накратко додирните батерију од 9 V између гејта (G) и емитера (E), позитивни пол према гејту. Измерите отпор између колектора и емитера. Отпор ће се смањити, што показује да је IGBT сада укључен.
• Извадите батерију. Отпор би требало да се врати на висок ниво, што сигнализира да је уређај сада ИСКЉУЧЕН. 
• Уређај који не реагује на напон капије је неисправан и мора се заменити.

Други могући узроци кварова због прекомерне струје

Не значи свака грешка OC квар IGBT-а. Увек прво проверите ове ставке. Отпор изолације мотора треба да пређе 1 MΩ на 500V (тестирајте мегерским инструментом).

Кабл мотора треба да буде правилно заштићен и да буде у препорученој дужини. Времена убрзања и успоравања могу бити подешена прекратко за оптерећење. Механички проблеми, као што је заглављен лежај, могу изазвати поновљене кварове преокретања (OC).

MC9001 чува последњих 10 кварова са радним подацима (фреквенција, струја, напон, температура). Прегледајте овај дневник кварова пре замене било којих компоненти.

Зашто бисте требали заменити неисправне IGBT транзистори

IGBT у VFD-у је као срце погона. Он пребацује струју хиљаде пута сваке секунде и контролише брзину и обртни момент мотора. Временом, IGBT-и се могу истрошити или отказати. Ако је IGBT оштећен, VFD може престати да ради, проузроковати неправилан рад мотора или чак оштетити мотор.

Брза замена неисправног IGBT-а одржава VFD у безбедном раду, враћа глатку контролу мотора и спречава озбиљније проблеме. Висококвалитетне замене такође смањују могућност поновљених кварова и чине систем поузданијим.

MINGCH MC9001: Поуздани VFD инвертори

За индустријска употреба, MINGCH нуди висококвалитетне VFD инверторе са јаким и издржљивим IGBT модулима. Серија МЦ9001 је дизајниран за прецизну контролу мотора, стабилан рад и безбедност. Добро функционише у многим применама, укључујући вентилаторе, пумпе, машине за паковање и аутоматизоване производне линије.

MC9001 подржава различите улазне напоне, укључујући једнофазни 220V, трофазни 220V и трофазни 380V. Може да испоручи фреквенције од 0 до 500 Hz, па и више уз прилагођавање. Погон такође има уграђену заштиту од пренапона, поднапона, прекомерне струје, преоптерећења, прегревања, губитка фазе и кратких спојева.

МИНГЦХ тестира сваки драјвер у фабрици како би се осигурао квалитет. Такође пружају техничку подршку, резервне делове и смернице за безбедну замену IGBT модула. Ово олакшава инсталацију и одржавање сервисерима, систем интеграторима и велетрговцима.

Комплетан асортиман MINGCH VFD производа можете видети овде: MINGCH каталог производа.

Често постављана питања (ФАК)

Шта је IGBT у VFD-у?
IGBT је брзопрекидачки транзистор унутар VFD инвертора. Он претвара једносмерну струју у контролисану наизменичну, регулишући брзину мотора, обртни момент и смер за прецизан рад.

Како функционише модулација ширине импулса (PWM) у VFD-у?
PWM укључује и искључује једносмерни напон преко IGBT-а. Индуктивност мотора заглађује ове импулсе у скоро синусоидни наизменични напон, контролишући напон и фреквенцију за прецизну брзину и обртни момент.

Како могу да проверим IGBT у VFD-у?
Искључите уређај, испразните једносмерну магистралу и користите мултиметар у диодном режиму. Проверите одзив колектор-емитер и капија-емитер. Неисправна очитавања указују на то да IGBT транзистор мора бити замењен.

Шта узрокује преструјне грешке у VFD-у?
Кварови ОЦ-а могу бити последица кратког споја IGBT-а, проблема са изолацијом мотора, дугих или неправилно заштићених каблова, механичких проблема или пребрзих рампи убрзања/успорења.

Зашто је квалитет IGBT транзистора важан?
Висококвалитетни IGBT транзистори подносе поновљено прекидање великом брзином и напрезање напона, обезбеђујући поуздан рад VFD-а. Уређаји ниског квалитета отказују при ударном напору или кочењу, смањујући век трајања погона.

Могу ли интегрисати VFD са PLC-ом?
Да. Фиксно повезана дигитално/аналогна контрола одговара појединачним погонима, док Modbus RTU омогућава једном PLC-у да управља више VFD-ова. Правилно ожичење и подешавања штите IGBT транзисторе.

Која је типична ПВМ носећа фреквенција за индустријске примене?
PWM фреквенција од 4–6 kHz уравнотежује глатки рад мотора и температуру погона. Више фреквенције углађују кретање, али повећавају топлоту; ниже фреквенције смањују топлоту, али незнатно повећавају буку мотора.