IGBT’s (Insulated Gate Bipolar Transistors) worden gebruikt in invertermodules van Variable Frequency Drives (VFD’s) vanwege hun vermogen om efficiënt met hoge spanningen en stromen om te gaan. In VFD’s dienen IGBT’s als schakelapparaten in de inverterfase, waar ze de gelijkspanning van de gelijkrichter omzetten in wisselspanning met variabele frequentie en amplitude. Hierdoor kan het motortoerental soepel en efficiënt worden geregeld. IGBT’s hebben de voorkeur boven andere halfgeleiderapparaten zoals MOSFET’s in VFD’s, omdat ze hogere stromen en spanningen aankunnen en tegelijkertijd goede schakeleigenschappen en thermische prestaties bieden, cruciaal voor een betrouwbare werking in industriële en commerciële toepassingen.
De belangrijkste reden voor het gebruik van IGBT’s in VFD’s is hun vermogen om hoge spanningen en stromen effectief te schakelen met behoud van een efficiënte werking. Bij VFD’s zet de invertertrap de gelijkspanning van de gelijkrichter om in wisselspanning met variërende frequentie en amplitude, die de snelheid en het koppel van AC-motoren regelt. IGBT’s blinken uit in deze rol vanwege hun lage spanningsval in de toestand, hoge schakelsnelheden en robuustheid tegen overstroom- en overspanningsomstandigheden. Deze kenmerken maken IGBT’s geschikt voor toepassingen met hoog vermogen waarbij nauwkeurige regeling en hoge efficiëntie essentieel zijn.
IGBT’s spelen een cruciale rol in de inverterfase van VFD’s door te fungeren als de belangrijkste schakelapparaten die de opwekking van wisselspanning met variabele frequentie regelen. Het doel van IGBT’s in de omvormer is om de vaste gelijkspanning van de gelijkrichtertrap om te zetten in wisselspanning met variabele frequentie die past bij de gewenste snelheids- en koppelvereisten van de motor. Door bij hoge frequenties aan en uit te schakelen, regelen IGBT’s de spanning en frequentie van de uitgangsgolfvorm, waardoor een soepele regeling van het motortoerental en een nauwkeurige aanpassing van uitgangsparameters zoals spanning en frequentie mogelijk zijn.
IGBT’s kunnen om verschillende redenen defect raken in VFD’s, waaronder overstroomomstandigheden, overmatige warmteontwikkeling, spanningspieken of fabricagefouten. Overstroomgebeurtenissen, waarbij de stroom door de IGBT de nominale capaciteit overschrijdt, kunnen leiden tot thermische spanning en uiteindelijk falen van het apparaat. Op dezelfde manier kunnen spanningspieken of transiënten een defect aan de isolatie van de IGBT of schade aan de halfgeleiderverbindingen veroorzaken. Goede koeling- en warmteafvoertechnieken zijn essentieel om thermische runaway te voorkomen en een betrouwbare werking van IGBT’s in VFD’s te garanderen. Bovendien kunnen kwaliteitscontrole tijdens de productie en goede ontwerpoverwegingen het risico op IGBT-storingen in VFD-toepassingen minimaliseren.
De inverterfase in een Variable Frequency Drive (VFD) heeft tot doel gelijkstroom van de gelijkrichter om te zetten in wisselstroom met variabele frequentie en spanning. Deze fase is cruciaal voor het regelen van de snelheid en het koppel van AC-motoren door de frequentie van de AC-uitgangsgolfvorm aan te passen. Door gebruik te maken van pulsbreedtemodulatie (PWM)-technieken die worden aangestuurd door IGBT’s of andere halfgeleiderapparaten, genereert de invertertrap soepele en instelbare AC-uitgangsspanningen die overeenkomen met de operationele vereisten van de motor. Dankzij deze mogelijkheid kunnen VFD’s nauwkeurige snelheidsregeling, energiebesparingen en verbeterde procesefficiëntie bereiken in industriële en commerciële toepassingen.