測量工具: Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀
操作人員: ASI Robicon，高功率VFD制造商
執行的測試: 可控硅整流器電壓、可控硅整流器熱試驗、IGBT開關、電容
ASI Robicon Perfect Harmony水冷變頻驅動(VFD)。
Tom Lasek是ASI Robicon的一名現場工程師，該公司是領先的高功率固態變頻驅動制造商，支持高達20000 HP的控制工業交流電機，輸入電壓高達13,800 V。Lasek的職責包括高功率驅動系統的安裝/調試、一般性預防維護和故障診斷。他幾乎每天都使用Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀進行：
- 絕緣電阻測試和文檔化記錄，用于公司系統的調試和啟動。
- 對高功率驅動中的高壓元件進行故障診斷。
本案例將詳細介紹高壓元件以及Lasek在其30多年職業生涯中開發的電容測試方法。
通過在定期的預防性維護過程中將1550C作為高壓元件測試儀，Lasek能夠及時發現有瑕疵的元件，防止其失效。預防早期故障既能為ASI Robicon也能為其客戶節省時間和金錢。
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高功率固態電源中非線性裝置的相對質量/薄弱環節：SCR (可控硅整流器半導體)和IGBT高功率器件。一般的固態元件測試儀采用低壓、低電流測試源，通常不能定位損壞的元件，尤其是在負載下可能會崩潰。
方法
- 將元件與其所有連接隔離開，確保讀數準確。
- 在1550C上設置高壓，開始測試并記錄讀數。
可控硅整流器讀數示例。
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，讀數會呈現較大的差異。
- 新可控硅整流器在兩個方向的讀數幾乎相等(大約100 MW)。
- 如果高功率可控硅整流器的讀數低于5 MW，則表示已損壞，應該將其廢棄。/li>
- 如果可控硅整流器在一個方向上的讀數為50 MW至200 MW，在另一個方向上為10 MW至50 MW (差異達到4:1)，在很可能會在帶載時自鎖(而不是在預期觸發點及時觸發，將會隨機觸發打開)。這種情況非常糟糕。它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生換向器閃絡。
可控硅整流器熱試驗
如果元件已發生物理性損壞，則需要將其實際取出來，進行熱測試。
方法
- 將Fluke 1550C設置為裝置的實際額定電壓。480 V VFD (變頻驅動)上使用的大多數ASI Robicon 可控硅整流器的額定值為1400 V。在中壓(2300 V和4160 V)驅動上也串聯使用3000 V裝置。
- 裝置溫度較低時，讀取正向和反向2個讀數。
- 在高溫箱中將元件加熱到180 °F，并重復進行測試。
結果
如果泄漏高達50 %或更大，則必須將裝置廢棄。
傳統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。Lasek介紹說，這種假定是完全錯誤的。ASI Robicon在維修可控硅整流器電源時，其目標是最大程度降低故障和停工時間，而非將維修的零件成本最小化。
任何裝置在達到其額定電壓時，如果讀數表現為變化、波動、不穩定，都應認為即將發生故障，并將其隔離。讀數不穩定表示內部電弧損壞，或者半導體本身鎖死/導通。
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的變化)。一般而言，與可控硅整流器相比(讀數一般為200 MW至700 MW)，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在兩個方向均為20 MW，則沒有問題；但如果一個方向讀數為80 MW，而另一方向為20 MW，則表示即將失效。嶄新可控硅整流器的讀數通常在兩個方向均為100 MW至200 MW，兩個方向的差異在50 %之內。
電容測試
Lasek還利用1550C的可調電壓功能測試高壓電容。
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所需的時間。
電容讀數示例。
結果
- 如果電容充電極其快，則可能已經開路。
- 如果讀數上、下反復，則表示電容內部可能發生閃絡。
請拆下并更換裝置。
