Le Module IGBT (INSULATED GATE BIPOLAR Type Transistor) est un élément central de l'électronique de puissance, largement utilisé dans les convertisseurs de fréquence, les onduleurs, les servocommandes, la production d'énergie nouvelle (par exemple, photovoltaïque, éolien) et d'autres domaines. Ses performances ont un impact direct sur l'efficacité et la fiabilité du système, et la maintenance est essentielle pour prolonger la durée de vie des modules IGBT et réduire les taux d'échec. Les méthodes de maintenance et d'entretien des modules IGBT sont décrites ci - dessous en termes d'inspection quotidienne, d'entretien périodique, de prévention des pannes, de stockage et de transport:

I. inspection quotidienne et surveillance opérationnelle

1. Vérification de l'apparence

• Vérifier le contenuPour:
  • Si le boîtier du module présente des fissures, des déformations ou des marques de brûlure.
  • Si le dissipateur de chaleur accumule des cendres, se bloque, affecte l'efficacité de la dissipation de chaleur.
  • Les bornes de câblage sont - elles desserrées, oxydées ou décolorées par surchauffe (p. ex. noircissement des rangées de cuivre).
• Outils: inspection visuelle, thermographe infrarouge (détection de surchauffe locale).
• fréquence: inspection quotidienne de pré - fonctionnement, l'environnement chaud / humide élevé doit augmenter la fréquence.

2. Surveillance des paramètres opérationnels

• Paramètres clésPour:
  • Température de jonction (tj): surveillance par thermistance ou thermomètre infrarouge, doit être contrôlée en dessous de la valeur nominale (par exemple 150 ℃).
  • Courant / tension: Assurez - vous que le courant de fonctionnement ne dépasse pas la valeur nominale (par exemple, le courant continu du module 100A ≤ 80A) avec des fluctuations de tension ≤ ± 10%.
  • Fréquence de commutation: Évitez les pics de pertes de commutation causés par un fonctionnement à haute fréquence à long terme (par exemple > 20 kHz).
• Outils: Oscilloscopes, Analyseurs de puissance, logiciels de surveillance dédiés (par exemple, interface de surveillance du pilote sinamics de Siemens).
• Enregistrement: Établir des journaux de fonctionnement, enregistrer des données telles que la température, le courant, les codes d'erreur, etc., pour faciliter l'analyse des tendances.

II. Entretien et nettoyage réguliers

1. Maintenance du système de dissipation thermique

• Nettoyage des radiateursPour:
  • méthode: utilisez de l'air comprimé (pression ≤ 0,2 MPa) ou une brosse à poils souples pour éliminer la poussière et éviter l'utilisation d'eau ou de solvants chimiques (qui peuvent corroder le revêtement des ailettes).
  • fréquence: nettoyez tous les 3 - 6 mois, tous les mois pour les environnements poussiéreux (par exemple, les usines de textile).
• Inspection du ventilateur de dissipation thermiquePour:
  • Vérifiez que le roulement du ventilateur manque d'huile, que les pales ne se déforment pas, mesurez la vitesse de rotation (vous devez atteindre une valeur nominale de ± 5%).
  • Cycle de remplacement: 20 000 heures de fonctionnement continu ou remplacement en cas de bruit anormal.
• Remplacement du matériau d'interface thermique (Tim)Pour:
  • Si vous utilisez une graisse de silicone conductrice de la chaleur ou un matériau à changement de phase entre le module et le dissipateur, Remplacez - le tous les 5 ans ou lorsque la température de la surface de contact augmente de ≥ 10 ℃.

2. Fixation de connexion électrique

• Terminal de câblagePour:
  • Utilisez une clé dynamométrique pour fixer aux valeurs recommandées par le fabricant (par exemple, couple de boulon M6 1,2 - 1,5 n · m) et éviter que le desserrage ne provoque une augmentation de la résistance de contact.
  • Traitement oxydant: appliquer une pâte conductrice (par exemple No - Ox - ID) sur la surface de contact de la rangée de cuivre pour inhiber l'oxydation.
• Connexion du circuit d'entraînementPour:
  • Vérifiez que les lignes de signal du coupleur optique, de la carte d'entraînement et du Module IGBT sont desserrées pour vous assurer que la transmission du signal est stable.

3. Détection de circuit d'entraînement

• Test de tension de conduitePour:
  • La tension porte - émetteur (VGE) est mesurée à l'aide d'un multimètre, les valeurs normales étant généralement + 15V (ouvert) et - 5V à - 10v (éteint).
  • Traitement anormal: si la tension fluctue de plus de ± 1V, vérifiez l'alimentation de l'entraînement ou remplacez la carte d'entraînement.
• Ajustement du temps mortPour:
  • Assurez - vous que le temps mort du signal d'entraînement du tube supérieur et inférieur est ≥ 2 μs pour éviter les courts - circuits traversants (la forme d'onde d'entraînement peut être observée à travers l'oscilloscope).

Iii. Prévention des pannes et paramètres de protection

1. Protection contre les surintensités

• Principes d'installationPour:
  • Le seuil de courant de protection contre les courts - circuits est fixé à 2 - 3 fois le courant nominal IGBT (par exemple, 200 - 300A pour un module 100A).
  • Temps d'action ≤ 10 μs (nécessite l'option d'un fusible rapide ou d'un circuit de protection électronique).
• Méthode d'essaiPour:
  • Simulez un court - circuit à l'aide d'une alimentation DC réglable pour vérifier la vitesse de réponse du circuit de protection.

2. Protection contre les surtensions

• raisonPour:
  • Un di / DT trop élevé à l'arrêt provoque la génération d'une tension de crête (l·di / DT) par une inductance parasite.
• La solutionPour:
  • Augmenter le circuit d'absorption (RC buffer ou RCD buffer), supprimer les pics de tension.
  • Disposition optimisée: réduction de la distance du Module IGBT par rapport à la capacité du bus et réduction de l'inductance parasite.

3. Protection contre la surchauffe

• ParamétragePour:
  • Le seuil de protection de la température de jonction est fixé à 90% de la valeur nominale (par exemple 135 ° C pour un module de 150 ° c).
  • Le capteur de température doit être installé à proximité de la puce IGBT (par exemple avec une thermistance NTC ou une résistance platine pt100).
• VérificationPour:
  • Utilisez une plaque chauffante pour simuler un environnement à haute température et tester si le circuit de protection déclenche une alarme ou un arrêt.

Iv. Spécifications de stockage et de transport

1. Conditions de stockage

• environnementPour:
  • Température: - 20 ℃ à + 40 ℃, éviterMauvaisLa température provoque le vieillissement du matériau.
  • Humidité: ≤ 60% RH pour empêcher la corrosion des pièces métalliques par la condensation.
  • Résistant à la poussière: stocké dans un récipient scellé ou une armoire à poussière pour éviter que la poussière ne pénètre à l'intérieur du module.
• PosturePour:
  • Le module doit être placé horizontalement pour éviter la déformation sous force des broches.

2. Exigences de transport

• emballagePour:
  • Utilisez l'emballage antistatique d'origine, la couche externe est chargée de matériau tampon en mousse.
  • Il est interdit de mélanger avec des articles corrosifs (par exemple, acides, alcalis).
• ManipulationPour:
  • Prenez - le et placez - le doucement pour éviter les vibrations violentes qui provoquent la chute des points de soudure ou la rupture du substrat en céramique.

V. cas de défaillance typique et traitement

Cas 1: le Module IGBT brise le court - circuit

• Le phénomènePour:
  • Le module en fonctionnement explose soudainement, accompagné de fumée épaisse et d'étincelles.
  • La résistance porte - émetteur mesurée (RGE) est proche de 0 Ω (la normale devrait être de 10 à 100 kΩ).
• raisonPour:
  • La protection contre les surintensités échoue, ce qui entraîne une résistance prolongée du module au - delà du courant nominal.
  • Une mauvaise dissipation de chaleur entraîne un dépassement de la température de jonction et accélère le vieillissement du matériau.
• traiterPour:
  • Remplacez le module et réparez le circuit d'entraînement en réinitialisant les paramètres de protection contre les surintensités.
  • Nettoyez le système de dissipation de chaleur et augmentez la vitesse du ventilateur de dissipation de chaleur.

2. Cas 2: la perte du signal d'entraînement entraîne des dommages au module

• Le phénomènePour:
  • Les modules sont normaux avec des charges légères et des friteuses fréquentes avec des charges lourdes.
  • L'oscilloscope affiche la perte ou la distorsion de la forme d'onde motrice.
• raisonPour:
  • La tension d'alimentation de la carte d'entraînement fluctue, ce qui entraîne une instabilité de la sortie de couplage optique.
  • La couche de blindage de ligne de signal est mal mise à la terre, introduisant des interférences électromagnétiques.
• traiterPour:
  • Augmenter la capacité de filtrage de l'alimentation d'entraînement (par exemple, capacité électrolytique de 100 μf / 50 v).
  • Recâblez pour vous assurer que les lignes de signal sont éloignées des lignes de puissance et mises à la terre de manière fiable.

Vi. Outils de maintenance et gestion des pièces de rechange

1. Outils

• Tests électriques: Multimètre numérique, oscilloscope, testeur LCR (capacité de mesure, inductance).
• Maintenance mécanique: clé dynamométrique, brosse à poils souples, graisse de silicone conductrice de chaleur.
• Protection de sécurité: Bracelet antistatique, gants isolants, lunettes de protection.

2. Gestion des pièces de rechange

• Pièces détachées clésPour:
  • Module IGBT du même modèle (1 - 2 réserves recommandées).
  • Plaque d'entraînement, capacité d'absorption, fusible rapide.
• Cycle d'inventairePour:
  • Selon la réserve de 10% du MTBF, si le MTBF est de 100 000 heures, la quantité de 10 000 heures est réservée.

Vii. Recommandations relatives au cycle de maintenance

Maintenir le projet	fréquence	contenu
Inspection visuelle	Quotidien	Vérifiez le boîtier, les bornes de câblage, les ailettes de refroidissement
Surveillance des paramètres opérationnels	en temps réel	Enregistrer la température, le courant, la tension
Nettoyage des radiateurs	Tous les 3 - 6 mois	Enlever la poussière, vérifier le ventilateur
Fixation des connexions électriques	Chaque année	Rebranchez les bornes de câblage, appliquez la pâte conductrice
Détection de circuit d'entraînement	Tous les 2 ans	Test de la tension de conduite, temps mort, remplacement des éléments vieillissants
Remplacement de matériel d'interface thermique	Tous les 5 ans	Réappliquer la graisse de silicone thermiquement conductrice ou remplacer le matériau à changement de phase