高壓兆歐表對高壓大功率驅(qū)動中的高壓元件進行故障診斷
ASI Robicon公司是領先的高功率固態(tài)變頻驅(qū)動制造商,支持高達20000HP的控制工業(yè)交流電機,輸入電壓高達13,800V。本案例將詳細介紹ASI公司的現(xiàn)場工程師在其30多年職業(yè)生涯中開發(fā)的電容測試方法。
ASI公司的水冷變頻驅(qū)動系統(tǒng)
測量工具:Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀
操作人員:ASI Robicon,大功率變頻驅(qū)動器制造商
測試對象:可控硅整流器、IGBT開關、電容
高壓兆歐表進行可控硅整流器電壓測試
Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀能夠快速確定大功率固態(tài)電源中非線性裝置的質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié),如SCR (可控硅整流器半導體)和IGBT大功率器件。一般的固態(tài)元件測試儀采用低壓、低電流測試源,通常無法定位損壞的元件,而且在負載下可能會崩潰。
測試方法
1. 將元件與其所有連接隔離開,確保讀數(shù)準確。
2. 在1550C上設置高壓,開始測試并記錄讀數(shù)。
讀數(shù)示例
測試結果
在測試正向偏壓和反向偏壓(陽極至陰極)時,如果可控硅整流器已損壞,讀數(shù)會呈現(xiàn)較大的差異。
新可控硅整流器在兩個方向的讀數(shù)幾乎相等(大約100 MΩ)
如果高功率可控硅整流器的讀數(shù)低于5 MΩ,則表示已損壞,應該將其廢棄。
如果可控硅整流器在一個方向上的讀數(shù)為50 MΩ至200 MΩ,在另一個方向上為10 MΩ至50 MΩ (差異達到4:1),很可能會在帶載時自鎖(而不是在預期觸發(fā)點及時觸發(fā),將會隨機觸發(fā))。這種情況會在電源中引起極端的電流脈沖,會造成被供電的直流電機中發(fā)生換向器閃絡。
高壓兆歐表進行可控硅整流器熱實驗
如果元件已發(fā)生物理性損壞,則需要將其實際取出來,進行熱測試。
測試方法
1.將Fluke 1550C設置為裝置的實際額定電壓。480V VFD (變頻驅(qū)動)上使用的大多數(shù)ASI 可控硅整流器的額定值為1400V。在中壓(2300V和4160V)驅(qū)動上也串聯(lián)使用3000 V裝置。
2.裝置溫度較低時,讀取正向和反向2個讀數(shù)。
3.在高溫箱中將元件加熱到180 °F,并重復進行測試。
測試結果
如果泄漏電流高達50%或更大,則必須將裝置廢棄。
ASI公司在維修可控硅整流器電源時,其目標是zuida程度降低故障和停工時間,而非將維修的零件成本zui小化。
“傳統(tǒng)上測試可控硅整流器時,如果沒有完全短路,則認為沒有問題。這種假定是完全錯誤的?!?br/>——ASI公司現(xiàn)場工程師
任何裝置在達到其額定電壓時,如果讀數(shù)表現(xiàn)為變化、波動、不穩(wěn)定,都應認為即將發(fā)生故障,并將其隔離。讀數(shù)不穩(wěn)定表示內(nèi)部電弧損壞,或者半導體本身鎖死/導通。
高壓兆歐表進行IGBT開關裝置測試
IGBT開關裝置也可以進行熱試驗,但由于負阻特性二極管的原因,只能在一個方向(正向)進行檢查。也可以對高功率二極管進行熱試驗(比較低溫和高溫讀數(shù)的變化)。一般而言,與可控硅整流器相比(讀數(shù)一般為200MΩ至700MΩ),二極管的電阻高得多、漏電流小得多。
如果可控硅整流器的讀數(shù)在兩個方向均為20MΩ,則沒有問題;但如果一個方向讀數(shù)為80MΩ,而另一方向為20MΩ,則表示即將失效。全新的可控硅整流器的讀數(shù)通常在兩個方向均為100MΩ至200MΩ,兩個方向的差異在50%之內(nèi)。
高壓兆歐表進行電容測試
使用Fluke 1550C的可調(diào)電壓功能還可以測試高壓電容。
測試方法
對幾個完全相同的電容進行充電,并比較將其充電到相似讀數(shù)所需的時間。
讀數(shù)示例
測試結果
如果電容充電極其快,則可能已經(jīng)開路。
如果讀數(shù)上、下反復,則表示電容內(nèi)部可能發(fā)生閃絡。
如遇到以上情況,請拆下并更換裝置。
通過在定期使用1550C對元件進行預測性維護,現(xiàn)場工程師能夠及時發(fā)現(xiàn)有瑕疵的元件,防止其失效。預防早期故障能為ASI公司和其客戶節(jié)省時間和金錢。
推薦型號
Fluke 1550C FC 絕緣電阻值測試儀
更高達5000V測試電壓
極化指數(shù)/介質(zhì)吸收比自動計算
遠程控制功能
本文轉自福祿克微信公眾號。