ASI Robicon Perfect Harmony 水冷變頻驅動VFD
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 製造商
執行的測試：
可控矽整流器電壓、可控矽整流器熱試驗、IGBT開關、電容
內文：
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設備製造商，可控制高達20000HP的工業交流電機，輸入電壓高達 13,800V。Lasek的職責包括高功率驅動系統的安裝與調試、預防性維護以及故障診斷。他幾乎每天都使用Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀進行以下工作：
● 絕緣電阻測試及其測試值記錄，用於系統調試與運轉前準備。
● 對高功率驅動模組中的高壓元件進行故障診斷。
本案例將介紹高壓元件測試，以及Lasek在其30多年職業生涯中發展出的電容測試方法。
在定期預防性維護中使用1550C作為高壓元件測試工具，Lasek能夠及時發現有瑕疵的元件，防止其失效。預防早期故障不僅能為ASI Robicon，也能為其客戶節省時間與成本。
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可控矽整流器電壓測試
Fluke 1550C高壓絕緣電阻測試儀能夠快速評估大功率固態電源中非線性裝置的相對品質或薄弱環節，例如SCR和IGBT高功率器件。一般固態元件測試儀採用低電壓、低電流作為測試源，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-
1.將元件與其所有連接隔離開，確保讀數準確。
2.在 1550C 上設定高壓，開始測試並記錄讀數。

可控矽整流器測試範例
結果
● 在測試正向與反向偏壓時，如果可控矽整流器已損壞，讀數會呈現較大的差異。
● 新可控矽整流器在兩個方向的讀數幾乎相同（大約100MΩ）。
● 若高功率可控矽整流器的讀數低於5MΩ，則表示元件已損壞，應將其淘汰。
● 如果可控矽整流器在一個方向上的讀數為50MΩ至200MΩ，在另一
個方向上為10MΩ至50MΩ（差異達到4:1），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，它會在電源中產生極端電流脈衝，導致直流電機換向器產生電弧。
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可控矽整流器熱試驗
如果元件已發生物理性損壞，將元件拆下並進行熱試驗。
方法-
1.將Fluke 1550C設定為裝置的實際額定電壓。在480V VFD（變頻驅動）上，多數ASI Robicon可控矽整流器的額定值為1400V。在中壓驅動（2300V或4160V）中，則採用額定值為3000V 的裝置串聯使用。
2.裝置溫度較低時，讀取正向和反向2個讀數。
3.將元件放入高溫箱，加熱至180°F，並重複進行測試。
結果
●若洩漏電流增加達50%以上，則必須將裝置淘汰。
●傳統上測試可控矽整流器時，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在維修可控矽整流器電源時，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。
●任何元件在施加額定電壓時，如果讀數表現為變化、波動、不穩定，都應認為即將發生故障，並將其隔離。
讀數不穩定表示內部電弧損壞，或者半導體本身鎖死/導通。
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IGBT 開關裝置測試
IGBT模組亦可進行熱試驗。由於模組內部通常含有反並聯二極體，因此測試通常只在正向方向進行。
高功率二極體亦可透過熱試驗比較低溫與高溫條件下的測試數值變化。
一般而言，與可控矽整流器相比（讀數一般為200MΩ至700MΩ），二極體在反向偏壓下的等效阻抗較高，漏電流也較小。
如果可控矽整流器的讀數在兩個方向均為20MΩ，則沒有問題；但如果一個方向讀數為80MΩ，而另一方向為20MΩ，則表示即將故障。
全新可控矽整流器的讀數通常在兩個方向均為100MΩ至200MΩ，兩個方向的差異通常在50%以內。
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電容測試
Lasek還利用1550C的可調電壓功能測試高壓電容。
方法-
對多個相同規格的電容進行充電，並比較將其充電到相似讀數所需的時間。

電容測試範例
結果
● 如果電容充電極快，則可能已經開路。
● 如果讀數上下反覆，則表示電容內部可能發生介質擊穿、漏電、間歇性放電現象，應將該電容拆除並更換。

文章與圖片引用出處：
Fluke產業解決方案官方網站Fluke Education Partnership Program: Case Study

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