IGBT PWM DC Motor styrning, skydd ??

[lizerdboy]

Nu har motorstyrningen till spindeln på fräsen gått sönder igen

IGBT går sönder av något skäl, de blir kortis över den.

Som det ser ut nu så ser schemat ut så här (utan U4 & U5) !!


IGBT IRG4PF50WD http://www.farnell.com/datasheets/34693.pdf
samt att det är en allströmsmotor som används som spindel

Frågan är, vad kan man göra för att skydda/säkra upp designen ??
De e inte jag som har gjort lösningen, och det är inte mitt område när de gäller högspänning och IGBT styrning.

Jag har köpt två TVS dioder (U4 & U5) som jag tänkte montera in som på schemat.
Finns det något annat jag kan göra ??



Ett problem som jag kan se de är den höga switch frekvensen på PWM signalen som just nu ligger på 50KHz

Motordrivaren funkar fint om man inte går högre än ~14000varv/min
Nu gick den sönder då spindeln gick i ~18000varv/min (drivern gick sönder 15~20min in i fräsningen med den hastigheten)

PWM signalen vid 18000varv/min


PWM signalen vid 3000varv/min



Jag har fått delarna i dag så jag kan laga drivern, så jag kan mäta upp stig och fall tiderna på själva switchningen.
om det är något sådant fel.


Någon som har en tanke ???

[Synesthesia]

Om det blir kortslutning i en halvledare brukar det bero på att den blivit för varm, hur är det med kylningen av IGBT:n?
Teoretiskt sett borde det fungera utan extra dioder, men är det problem med induktanser i ledningar (menar ledarna mellan komponenterna) kan det ju hjälpa.
Hur det är placerat och vad det är för ström till motorerna?

[kimmen]

Är oscilloskopbilderna gatesignalen? 5V är nog lite för lite för att slå på den ordentligt.

342 V stand-offspänning kanske är lite lågt för TVS:en då man får c:a 360 V likriktat vid maximal (+10%) nätspänning, om det nu är det som kommer in på U1. Men jag håller med föregående inlägg om att det inte borde behövas, och särskilt inte när det är en 900 V IGBT som används.

Mitt tips skulle vara att titta på Vds i drift (utan TVS) och gärna med reducerad spänning in på U1 för att kolla hur vågformerna ser ut. Labbaggregat eller (helst isolerad) transformator kan vara bra där.

Finns det ingen RC-snubber alls? Jag kan tänka mig att det blir våldsamma ringningar när kretsen slår om som skulle kunna ställa till det. Vad är D1 för diod?

[lizerdboy]

Så nu funkar drivern igen , bytte bara ut delarna och monterade U4 & U5, dock så kommer jag byta ut U4 då den är för nära TVS spänningen.
Tror den ligger och drar lite ström hela tiden just nu.


Ja gjorde en kontakt för att kunna mäta på Gate signalen + motor ut signalen via spänningsdelare och zenerdioder som skydd.
Men jag hade misstanke på att det inte skulle funka så bra redan innan då potentialen mellan oscilloskopets jord och minus på drivern inte skulle vara för hög,
Vilken den var 150v skillnad.

Så jag måste ha en isolerad prob eller konstruktion för att kunna mäta upp signalerna.
Tror det är för att det är 50KHz och att flank tiderna skulle vara för långa.

Är oscilloskopbilderna gatesignalen? 5V är nog lite för lite för att slå på den ordentligt.

Det är bara från styrningen, inte styrsignalen på IGBT !! den är på 12v

Finns det ingen RC-snubber alls? Jag kan tänka mig att det blir våldsamma ringningar när kretsen slår om som skulle kunna ställa till det. Vad är D1 för diod?

Det blir ringningar de kan jag säga, för den störde ut pc styrningen innan.
Försökte med en RC snubber, men misslyckades då jag bara tog något och gissade hej vilt och de gick för mycket ström

Jag tar gärna i mot förslag på dimensionering av RC snubber

löste störningsproblemet så här ist
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =3&t=59211

[kimmen]

Ah, jo 12V gatedrivning borde ju däremot räcka.

Men skulle du inte kunna köra den på labbaggregat/transformator för att mäta? Bara spänningen är ett par tiotal volt blir beteendet ganska representativt. Så länge gatedrivningen får kraft i alla fall. Sitter den på kortet och är optoisolerad eller något sånt?

Layouten ser ju ut att vara kompakt vilket är bra, men är det där jorplan på kortet? Det ser ut att vara ganska snålt tilltaget med isolationsavstånd!

Om det nu är så att problemet är för långa flanktider så kommer det som dödar transistorn att vara att den blir för varm. Det skulle ju gå att mäta temperaturen. Det är väl antingen det, överspänning på kollektor-emitter eller gate-emitter som dödar den.

Finns det inga Y-kondensatorer heller från matningarna till chassijord? Inte konstigt i så fall om det stör ut hela omgivningen.

[lizerdboy]

Så länge fick den leva, den har alltså gått sönder igen
alltså att det vart kortslutning i IGBT så motorn går med 100% hela tiden

Ska försöka hitta en alternativ lösning, först o främst så vill jag få ner switchfrekvensen 50KHz till något mycket lägre.

Sen så blir det nog en helt ny lösning ist.

[Norpan]

>Jag tar gärna i mot förslag på dimensionering av RC snubber
rehnmaak har skrivit en faq om det, men den förutsätter mätning med oscilloskop.
http://elektronikforumet.com/forum/view ... 14&t=10593

Du har väl två ingångar på oscilloskopet och fungerande matematikfunktioner.
Klarar dina probar och ingångar spänningen går det att mäta differentiellt.
Använd ena proben som referens och den andra till mätstället, t.ex. referens på source och mätprob på gate, jordklämmorna behöver du inte ansluta alls då de redan är jordade.