نحوه تست IGBT و پل یکسوساز در درایو (اینورتر)

همانگونه که می‌دانید قلب تپنده درایو IGBT است از طرفی هم متداول‌ترین و ارشمندترین قطعه‌ای که معمولا در درایو به دلایل مختلف دچار آسیب می‌شود، IGBT است، از این رو بر هر درایومَن، مهندس تاسیسات و تعمیرکاری واجب است که با نحوه‌ی تست IGBT و یکسوساز درایو آشنایی کافی داشته باشد. در این مقاله سعی شده است به صورت کاربردی و مفید روش‌های مختلف تست سلامت IGBT و پل یکسوساز اینورتر برای شما عزیزان بیان گردد.

** در صورت لزوم می توانید به صورت تلفنی یا ارتباط از طریق فضای مجازی از مشاوره کارشناسان فنی ما در زمینه تست و عیب یابی IGBT و درایو استفاده کنید.**

IGBT چیست؟

یک ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق (IGBT) یک قطعه نیمه هادی قدرت سه ترمینالی است این پین ها دارای برچسب کلکتور(C)، گیت(G) و امیتر (E) هستند. IGBT عمدتاً به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که ترکیبی از راندمان بالا و سوئیچینگ سریع است. آنها اغلب در موقعیت های ولتاژ بالا و جریان بالا با ورودی های کم توان استفاده می شوند و در کاربردهایی مانند کوره القایی، درایوهای موتور SMPS ،DC / AC، مبدل AC به DC و اپلیکیشن‌هایی که با فرکانس تغذیه درحدود صدها کیلوهرتز کار می کند، استفاده می شوند.

IGBT های مورد استفاده در درایوها معمولا از نوع ماژول‌ هستند یعنی چند IGBT در یک پک قرار دارد و خود این ماژول های IGBT به دو نوع IPM و PIM تقسیم می‌شوند اما در بعضی درایوهای توان پایین از IGBT های دیسکریت به جای ماژول IGBT استفاده می‌شود.

اکنون، نحوه بررسی سلامت ترانزیستور IGBT را با استفاده از مولتی متر نشان خواهیم داد. روش‌هایی که در زیر ارائه می‌شوند، هم برای IGBTهای دیسکریت و هم برای ماژول‌های IGBT قابل استفاده است.

به منظور تست IGBT به مولتی متری نیازمندیم که دارای تست دیودی باشد و ولتاژ باتری آن کمتر از 20 ولت باشد.

در برخی موارد، مخصوصا در درایوها می‌توان سلامت IGBT و پل یکسوساز را بدون باز کردن حتی یک پیچ بررسی کرد. برای این کار کافیست اقدامات زیر را انجام دهید:

1. برق ورودی اینورتر را قطع نمایید.
2. حداقل 10 دقیقه بعد از قطع برق ورودی، منتظر بمانید تا لینک DC تخلیه شود.
3. پس از اطمینان از تخلیه شدن برق لینک DC (توصیه میشود برای اطمینان از تخلیه ولتاژ لینک DC، با مولتی متر سطح ولتاژ آن را اندازه گیری نمایید. برای این منظور سلکتور را بر روی حالت ولتاژ DC قرار دهید، پراب مثبت را بر روی ترمینال + یا P+ یا +1 (بسته به برند درایو نام گذاری این ترمینال متفاوت است) و پراب منفی را بر روی ترمینال – قرار دهید و مقدار ولتاژ را قرائت نمایید.)، سیم‌ها یا کابل‌های متصل به ترمینال‌های قدرت درایو (اینورتر) را جدا کنید. (حتما قبل از جدا کردن سیم‌ها از درایو، آن‌ها را با تگ‌های مناسب علامت گذاری کنید تا در اتصال مجدد دچار اشتباه نشوید.)
4. مطابق تصویر زیر مولتی متر دیجیتال را روی حالت تست دیود قرار دهید.
   
5. مراحل زیر را دقیقا مطابق مطالبی که بیان می‌شود یک به یک اجرا کنید.
   قدم اول:

1. پراب مثبت مولتی متر را برداشته و بر روی ترمینال منفی(-) لینک DC (DC BUS) درایو(اینورتر) نگه دارید.
2. پراب منفی مولتی متر را نگه داشته و آن را یکی یکی بر روی هریک از ترمینال‌های قدرت ورودی و خروجی درایو قرار دهید.
3. در صورت سالم بودن هر یک از ورودی‌ها وخروجی‌های درایو، مولتی متر شما باید ولتاژی بین 0.299 الی 0.675 ولت DC را نشان دهد و این مقدار باید بین تمام فازهای عدد ثابتی باشد.

قدم	(+) پراب مثبت مولتی متر	(-) پراب منفی مولتی متر	مقدار قرائت شده از مولتی متر (حالت تست دیود)
1	ترمینال (-)	ترمینال R/L1 ترمینال S/L2 ترمینال T/L3 ترمینال U/T1 ترمینال V/T2 ترمینال W/T3	0.299 ~ 0.675 vdc

قدم دوم:

• 1. پراب منفی مولتی متر را برداشته و بر روی ترمینال منفی(-) لینک DC (DC BUS) درایو(اینورتر) نگه دارید.
  2. پراب مثبت مولتی متر را نگه داشته و آن را یکی یکی بر روی هریک از ترمینال‌های قدرت ورودی و خروجی درایو قرار دهید.
  3. در صورت سالم بودن هر یک از ورودی‌ها وخروجی‌های درایو، مولتی متر شما باید حالت مدار باز(OL) را نشان دهد و این مقدار باید بین تمام فازهای عدد ثابتی باشد.

قدم	(+) پراب مثبت مولتی متر	(-) پراب منفی مولتی متر	مقدار قرائت شده از مولتی متر (حالت تست دیود)
2	ترمینال R/L1 ترمینال S/L2 ترمینال T/L3 ترمینال U/T1 ترمینال V/T2 ترمینال W/T3	ترمینال (-)	OL *

نکته*: در درایوهای توان بالا زمان بیشتری صرف خواهد شد تا مولتی متر حالت مدار باز (OL) را نشان دهد. تا زمانی نمایشگر مولتی متر مقدار ثابتی را نشان نداده است، پراب را نگه دارید.

قدم سوم:

• 1. پراب منفی مولتی متر را برداشته و بر روی ترمینال مثبت(+) لینک DC (DC BUS) درایو(اینورتر) نگه دارید.
  2. پراب مثبت مولتی متر را نگه داشته و آن را یکی یکی بر روی هریک از ترمینال‌های قدرت ورودی و خروجی درایو قرار دهید.
  3. در صورت سالم بودن هر یک از ورودی‌ها وخروجی‌های درایو، مولتی متر شما باید ولتاژی بین 0.299 الی 0.675 ولت DC را نشان دهد و این مقدار باید بین تمام فازهای عدد ثابتی باشد.

قدم	(+) پراب مثبت مولتی متر	(-) پراب منفی مولتی متر	مقدار قرائت شده از مولتی متر (حالت تست دیود)
3	ترمینال R/L1 ترمینال S/L2 ترمینال  T/L3 ترمینال  U/T1 ترمینال V/T2 ترمینال W/T3	ترمینال (+)	0.299 ~ 0.675 vdc

• قدم چهارم:
  1. پراب مثبت مولتی متر را برداشته و بر روی ترمینال مثبت(+) لینک DC (DC BUS) درایو(اینورتر) نگه دارید.
  2. پراب منفی مولتی متر را نگه داشته و آن را یکی یکی بر روی هریک از ترمینال‌های قدرت ورودی و خروجی درایو قرار دهید.
  3. در صورت سالم بودن هر یک از ورودی‌ها وخروجی‌های درایو، مولتی متر شما باید حالت مدار باز(OL) را نشان دهد و این مقدار باید بین تمام فازهای عدد ثابتی باشد.

قدم	(+) پراب مثبت مولتی متر	(-) پراب منفی مولتی متر	مقدار قرائت شده از مولتی متر (حالت تست دیود)
4	ترمینال (+)	ترمینال R/L1 ترمینال S/L2 ترمینال T/L3 ترمینال U/T1 ترمینال V/T2 ترمینال W/T3	OL *

نکته*: در درایوهای توان بالا زمان بیشتری صرف خواهد شد تا مولتی متر حالت مدار باز(OL) را نشان دهد. تا زمانی نمایشگر مولتی متر مقدار ثابتی را نشان نداده است، پراب را نگه دارید.

قدم‌های پنجم و ششم: (قابل اجرا برروی درایوهای دارای یونیت ترمز داخلی)

قبل از اجرای تست‌های مرحله 5 و 6 شما باید ترمینال‌های ترمز روی درایو را پیدا کنید. غالبا این ترمینال‌ها با نام B1 و B2 بر روی ترمینال‌های قدرت بین ترمینال‌های فازهای ورودی و خروجی قراردارند. برای اطمینان بیشتر حتماً به دفترچه راهنمای درایو مراجعه کنید.

1. 1. پراب مثبت مولتی متر را برروی ترمینال B1 قرار دهید.
   2. پراب منفی مولتی متر را برروی ترمینال B2 قرار دهید.
   3. اگر این مسیر ترمینال سالم باشد، مولتی متر شما باید مقدار مدار باز(OL) را نمایش دهد.
   4. پراب مثبت مولتی متر را برروی ترمینال B2 قرار دهید.
   5. پراب منفی مولتی متر را برروی ترمینال B1 قرار دهید.
   6. در صورت سالم بودن این مسیر ترمینال، مولتی متر شما باید مقدار سطح ولتاژی بین 0.299 الی 0.675 ولت DC را نمایش دهد.

قدم	(+) پراب مثبت مولتی متر	(-) پراب منفی مولتی متر	مقدار قرائت شده از مولتی متر (حالت تست دیود)
5	ترمینال B1	ترمینال B2	OL
6	ترمینال B2	ترمینال B1	0.299 ~ 0.675 vdc

• در صورت برقرار بودن گزاره‌های بالا به احتمال زیاد می‌توان گفت IGBT و یکسوساز سالم هستند، مگر در شرایط خاص که ممکن است گیت IGBT آسیب دیده باشد که برای بررسی این حالت بایستی IGBT دمونتاژ گردد.

اگر IGBT را دمونتاژ کرده اید، می توانید دو تست زیر را انجام دهید تا از سلامت آن اطمینان حاصل نمایید:

1. تست اکسیده شدن گیت

• ابتدا IGBT را از مدار خارج کرده.
• سپس مولتی متر دیجیتال را روشن کرده و سلکتور را در حالت اهم قرار‌ دهید.
• مقاومت بین کلکتور و گیت هر IGBT در ماژول را اندازه گیری کنید، ، پراب قرمز مولتی متر به کلکتور متصل است، پراب سیاه به گیت متصل است، در صورت سالم بودن IGBT، مولتی متر بایستی اتصال باز یا ol را نمایش دهد.
• مقاومت بین امیتر و گیت هر IGBT در ماژول را اندازه گیری کنید، ، پراب قرمز مولتی متر به امیتر متصل است، پراب سیاه به گیت متصل است، در صورت سالم بودن IGBT، مولتی متر بایستی اتصال باز یا ol را نمایش دهد.

در IGBT معیوب ممکن است در این حالت‌ها یا مقاومت نشتی کمی را نشان دهد یا به صورت کامل اتصال کوتاه باشد.

2. تست اتصال امیتر_کلکتور

• ابتدا گیت_امیتر را اتصال کوتاه مینماییم و سلکتور مولتیمتر را در حالت دیودی قرار می‌دهیم.
• پراب مثبت را بر روی امیتر و پراب منفی یا مشترک را بر روی کلکتور قرار می‌دهیم.
• عدد خوانده شده بایستی مشابه تست یک دیود باشد در محدوده 0.3 تا 0.7 ولت.
• اکنون جای پراب‌ها رو عوض می‌کنیم، بدین صورت که پراب مثبت بر روی کلکتور و پراب مشترک بر روی امیتر قرار می‌گیرد.
• در این حالت مولتیمتر بایستی OL را نشان دهد.

اگر در هر دوحالت مولتیمتر OL و یا مقداری عددی را در هر دو حالت قراردهی پراب‌ها بر روی کلکتور و امیتر نمایش دهد، نشان از خرابی IGBT است.

سخن پایانی:

در این مقاله سعی شد نحوه تستIGBT و یکسوساز درایو (اینورتر) به صورت ساده بیان شود تا شما بتوانید در عیب یابی دستگاه خود و اطمینان از سالم بودن IGBT در هنگام خرید و… از آن استفاده کنید. به شما توصیه می شود این مقاله را چندیدن بار مطالعه کنید و در عمل گام به گام مراحل توضیح داده شده را انجام دهید. با توجه به تنوع زیاد IGBT ها در بازار شما میتوانید با مراجعه به دیتا شیت مدل IGBT خود (اکثرا در اینترنت موجود می باشد) از آن جهت کسب اطلاعات بیشتر مانند یافتن پایه های IGBT و بسیاری از موارد دیگر استفاده کنید. در پایان به شما توصیه می شود جهت ارتقاء سطح دانش خود به سایر مقالات کاربردی موجود در سایت مراجعه کنید.