IGBT’ler (Yalıtımlı Çift Kutuplu Transistörler), yüksek gerilim ve akımları verimli bir şekilde işleme yetenekleri nedeniyle Değişken Frekanslı Sürücülerin (VFD’ler) invertör modüllerinde kullanılır. VFD’lerde IGBT’ler, doğrultucudan gelen DC gerilimini değişken frekans ve genliğe sahip AC gerilime dönüştürdükleri invertör aşamasında anahtarlama cihazları olarak görev yapar. Bu, motor hızının sorunsuz ve verimli bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. IGBT’ler, VFD’lerdeki MOSFET’ler gibi diğer yarı iletken cihazlara göre tercih edilir çünkü endüstriyel ve ticari uygulamalarda güvenilir çalışma için çok önemli olan iyi anahtarlama özellikleri ve termal performans sunarken daha yüksek akım ve gerilimleri işleyebilirler.
IGBT’lerin VFD’lerde kullanılmasının temel nedeni, verimli çalışmayı sürdürürken yüksek gerilimleri ve akımları etkili bir şekilde değiştirebilme yetenekleridir. VFD’lerde invertör aşaması, doğrultucudan gelen DC voltajını, AC motorların hızını ve torkunu kontrol eden, değişen frekans ve genliğe sahip AC voltajına dönüştürür. IGBT’ler, düşük durum voltaj düşüşleri, hızlı anahtarlama hızları ve aşırı akım ve aşırı gerilim koşullarına karşı dayanıklılıkları nedeniyle bu rolde öne çıkıyor. Bu özellikler, IGBT’leri hassas kontrolün ve yüksek verimliliğin gerekli olduğu yüksek güçlü uygulamalar için uygun hale getirir.
IGBT’ler, değişken frekanslı AC voltajının üretimini kontrol eden ana anahtarlama cihazları olarak hareket ederek VFD’lerin invertör aşamasında çok önemli bir rol oynar. İnvertördeki IGBT’lerin amacı, doğrultucu kademesinden gelen sabit DC voltajını, motorun istenen hız ve tork gereksinimlerine uygun değişken frekanslı AC voltajına dönüştürmektir. IGBT’ler, yüksek frekanslarda açılıp kapanarak çıkış dalga formunun voltajını ve frekansını düzenler, motor hızının düzgün şekilde kontrol edilmesine ve voltaj ve frekans gibi çıkış parametrelerinin hassas şekilde ayarlanmasına olanak tanır.
IGBT’ler, aşırı akım koşulları, aşırı ısı oluşumu, voltaj yükselmeleri veya üretim hataları gibi çeşitli nedenlerden dolayı VFD’lerde arızalanabilir. IGBT’den geçen akımın nominal kapasitesini aştığı aşırı akım olayları, termal strese ve cihazın nihai arızasına yol açabilir. Benzer şekilde, voltaj yükselmeleri veya geçici akımlar IGBT’nin yalıtımının bozulmasına veya yarı iletken bağlantı noktalarının hasar görmesine neden olabilir. Doğru soğutma ve ısı dağıtma teknikleri, termal kaçmayı önlemek ve VFD’lerdeki IGBT’lerin güvenilir şekilde çalışmasını sağlamak için gereklidir. Ek olarak, üretim sırasındaki kalite kontrolü ve uygun tasarım hususları, VFD uygulamalarında IGBT arızası riskini en aza indirebilir.
Değişken Frekanslı Sürücüdeki (VFD) invertör aşaması, doğrultucudan gelen DC gücünü değişken frekans ve voltajla AC gücüne dönüştürme amacına hizmet eder. Bu aşama, AC çıkış dalga formunun frekansını ayarlayarak AC motorların hızını ve torkunu kontrol etmek için çok önemlidir. IGBT’ler veya diğer yarı iletken cihazlar tarafından kontrol edilen darbe genişlik modülasyonu (PWM) tekniklerini kullanarak invertör aşaması, motorun çalışma gereksinimlerine uygun, düzgün ve ayarlanabilir AC çıkış voltajları üretir. Bu yetenek, VFD’lerin endüstriyel ve ticari uygulamalarda hassas hız kontrolü, enerji tasarrufu ve gelişmiş proses verimliliği elde etmesine olanak tanır.