انورٹر پر ڈایڈڈ خرابی کا کیا اثر ہے؟

一 ، ڈایڈڈ خرابی کی اقسام اور جسمانی میکانزم
ڈایڈڈ خرابی کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: بجلی کی خرابی اور تھرمل خرابی ، اور ان کے جسمانی میکانزم مادی خصوصیات ، ڈوپنگ حراستی ، درجہ حرارت اور دیگر عوامل سے گہرا تعلق رکھتے ہیں۔

1. بجلی کی خرابی: ایک الٹ جسمانی عمل
الیکٹرک خرابی میں دو میکانزم شامل ہیں: زینر خرابی اور برفانی تودے کی خرابی

زینر خرابی: انتہائی ڈوپڈ پی این جنکشن (جیسے وولٹیج ریگولیٹرز) میں ہوتا ہے ، جہاں کمی کی پرت کی چوڑائی انتہائی تنگ ہوتی ہے (<1 μ m). Under the action of reverse voltage, a strong electric field directly pulls out the valence electrons in covalent bonds, forming electron hole pairs, resulting in a sharp increase in reverse current. Zener breakdown voltage is usually below 4V and has a negative temperature coefficient (breakdown voltage decreases with increasing temperature).
Avalanche breakdown: commonly seen in low doped PN junctions, with a wide depletion layer (>10 μ میٹر)۔ ریورس وولٹیج اقلیتی کیریئر کو تیز کرتا ہے ، جس کی وجہ سے وہ جالیوں سے ٹکرا جاتے ہیں اور نئے کیریئر تیار کرتے ہیں ، جس سے برفانی تودے کا سلسلہ رد عمل ہوتا ہے۔ برفانی تودے کی خرابی کا وولٹیج عام طور پر 6V سے زیادہ ہوتا ہے اور اس میں درجہ حرارت کا مثبت قابلیت ہوتا ہے (درجہ حرارت کے ساتھ خرابی وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے)۔
برقی خرابی بنیادی طور پر ایک الٹ جسمانی عمل ہے۔

2. تھرمل خرابی: ناقابل واپسی تباہ کن ناکامی
جب الٹا موجودہ بجلی کی خرابی کے بعد بڑھتا ہی جاتا ہے ، یا جب سرکٹ میں لامحدود موجودہ اقدامات اٹھائے جاتے ہیں تو ، پی این جنکشن کی بجلی کی کھپت حد کی قیمت سے تجاوز کرتی ہے ، جس کے نتیجے میں جنکشن کے درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ اس مقام پر ، کوولینٹ بانڈ میں والینس الیکٹرانوں نے جوہری رکاوٹوں سے آزاد ہونے کے لئے کافی توانائی حاصل کی ہے ، جس سے بڑی تعداد میں مفت الیکٹران سوراخ کے جوڑے تشکیل دیئے جاتے ہیں ، اور موجودہ نمو کو مزید بڑھاتے ہیں اور ایک مثبت آراء لوپ تشکیل دیتے ہیں۔ آخر کار ، پی این جنکشن زیادہ گرمی کی وجہ سے پگھل جاتا ہے ، مستقل شارٹ سرکٹ تشکیل دیتا ہے ، جسے تھرمل خرابی کے نام سے جانا جاتا ہے۔ تھرمل خرابی ناقابل واپسی ہے ، اور ڈایڈڈ اپنے فنکشن کو مکمل طور پر کھو دے گا۔

2 ، انورٹرز کو ڈایڈڈ خرابی کا براہ راست نقصان
انورٹرز میں ڈایڈس بنیادی طور پر اصلاح ، فری وہیلنگ ، اور کلیمپنگ کے لئے استعمال ہوتے ہیں ، اور ان کی خرابی مختلف راستوں میں غلطی کی تشہیر کا سبب بن سکتی ہے۔

1. ڈایڈڈ خرابی کی اصلاح کرنا: پاور شارٹ سرکٹ اور کیپسیٹر دھماکے
فوٹو وولٹک انورٹرز یا صنعتی طاقت کے ذرائع میں ، ریکٹفایر برج 6 ڈایڈس (3 عام کیتھوڈ اور 3 عام انوڈ) پر مشتمل ہے۔ اگر ایک ہی ڈایڈڈ تھرمل طور پر ایک شارٹ سرکٹ تشکیل دینے کے لئے ٹوٹ گیا ہے تو ، اس سے ڈی سی بس کے مثبت اور منفی کھمبے براہ راست چلانے کا سبب بنے گا ، جس سے بجلی کا شارٹ سرکٹ ہوجائے گا۔ اس مقام پر ، فلٹرنگ کاپاکیسیٹر تیزی سے زیادہ حد سے زیادہ گرم ہوجاتا ہے ، جس کی وجہ سے الیکٹرویلیٹ بخارات اور پھیل جاتا ہے ، جس سے دھماکے کا سبب بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک مخصوص فوٹو وولٹک پاور اسٹیشن میں ، ریکٹفایر ڈایڈڈ کی خرابی کی وجہ سے ڈی سی سائیڈ کیپسیسیٹر پھٹ گیا ، جس کے نتیجے میں پورے انورٹر ماڈیول کو ختم کردیا گیا اور 100000 سے زیادہ یوآن کا براہ راست معاشی نقصان ہوا۔
2. کلیمپ ڈایڈڈ خرابی: بس وولٹیج کنٹرول سے باہر ہے
ملٹی - سطح کے انورٹرز میں ، کلیمپ ڈایڈس ڈی سی بس وولٹیج کے اتار چڑھاو کو محدود کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر کلیمپنگ ڈایڈڈ ٹوٹ جاتا ہے تو ، بس وولٹیج آئی جی بی ٹی سے تجاوز کر سکتی ہے جس سے وولٹیج کی حد کا مقابلہ ہوسکتا ہے ، جس کی وجہ سے چین کی خرابی ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک میڈیم وولٹیج فریکوینسی کنورٹر نے کلیمپ ڈایڈڈ کے خرابی کا سامنا کیا ، جس کی وجہ سے ڈی سی بس وولٹیج 600V سے 900V تک بڑھ گئی ، جس کے نتیجے میں تمام 12 IGBT ماڈیولز کو نقصان پہنچا اور سسٹم بند وقت 72 گھنٹے تک۔

3 ، ڈایڈڈ خرابی کے سسٹم لیول اثرات
1. برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) اور سگنل مسخ
جب ایک ڈایڈڈ ٹوٹ جاتا ہے تو ، مختصر - سرکٹ موجودہ میں تیزی سے تبدیلی اعلی - تعدد برقی مقناطیسی مداخلت پیدا کرے گی ، جو پرجیوی اہلیت کے ذریعہ کنٹرول سرکٹ میں مل جاتی ہے اور IGBT ڈرائیو سگنل کی بگاڑ کا سبب بنتی ہے۔ ونڈ پاور کنورٹر کیس میں ، فری وہیلنگ ڈایڈڈ کے ٹوٹنے کی وجہ سے EMI مداخلت کے نتیجے میں آئی جی بی ٹی ڈرائیو سگنل کی 10 μ s نبض کی کمی واقع ہوئی ، جس کی وجہ سے موٹر ٹورک 20 ٪ سے زیادہ اتار چڑھاؤ اور مکینیکل کمپن الارم کو متحرک کرتا ہے۔
2. تحفظ سرکٹ غلط استعمال اور نظام فالج
جدید انورٹر عام طور پر اوورکورینٹ ، اوور وولٹیج ، اور درجہ حرارت سے زیادہ تحفظ کے افعال سے لیس ہوتے ہیں۔ تاہم ، ڈایڈڈ خرابی سے تحفظ کے سرکٹ میں غلط فہمی پیدا ہوسکتی ہے۔
اوورکورینٹ پروٹیکشن غلط استعمال: بوجھ میں اچانک تبدیلی کے لئے شارٹ سرکٹ کرنٹ کی غلطی ہوسکتی ہے ، موجودہ محدود تحفظ کو متحرک کرتی ہے اور نظام کی تزئین و آرائش کا سبب بنتی ہے۔
اوور وولٹیج کے تحفظ میں ناکامی: اگر کلیمپ ڈایڈڈ ٹوٹ جاتا ہے تو ، بس وولٹیج کی نگرانی کا نقطہ ناکام ہوجاتا ہے ، اور اوور وولٹیج کے تحفظ کو چالو نہیں کیا جاسکتا ہے۔
اوپریپریچر پروٹیکشن میں تاخیر: ڈایڈڈ خرابی کے نقطہ پر درجہ حرارت سینسر مانیٹرنگ پوائنٹ پر درجہ حرارت سے زیادہ ہوسکتا ہے ، جس کی وجہ سے اوورپرمیچر کے تحفظ کو متحرک کرنے میں تاخیر ہوتی ہے۔
کسی خاص ریل ٹرانزٹ میں کرشن انورٹر کی صورت میں ، ریکٹیفائر ڈایڈڈ کے ٹوٹ جانے کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ تحفظ کی غلط استعمال کی وجہ سے ، جس کے نتیجے میں سسٹم کا بار بار چلنے کا عمل ہوتا ہے۔ آخر کار ، گرمی کے جمع ہونے کی وجہ سے ، آئی جی بی ٹی ماڈیول پھٹ گیا اور ٹرین کو 12 گھنٹے کے لئے روک دیا گیا۔
4 ، تحفظ کی حکمت عملی اور وشوسنییتا ڈیزائن
1. سرکٹ ڈیزائن: فالتو پن اور موجودہ محدود
بے کار ڈیزائن: ریکٹفایر برج میں ، ایک "n +1" بے کار ترتیب کو اپنایا گیا ہے ، جس کا مطلب ہے کہ اضافی ڈایڈس متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ جب ایک ہی ڈایڈڈ ٹوٹ جاتا ہے تو ، نظام اب بھی کم صلاحیت پر کام کرسکتا ہے۔
موجودہ محدود ریزسٹر: ڈایڈڈ کے اس پار سیریز میں چھوٹے مزاحمتی مزاحموں (جیسے 0.1 ω/5W) کو مربوط کریں تاکہ چوٹی کو مختصر - سرکٹ کرنٹ کو محدود کیا جاسکے۔
آر سی بفر سرکٹ: آئی جی بی ٹی ڈایڈڈ متوازی سرکٹ میں ایک آر سی بفر سرکٹ (جیسے C =0.1 μ F ، R =10} ret) شامل کریں اور ڈائیوڈ کے الٹ تناؤ کو کم کریں۔
2. سسٹم کی نگرانی: اصلی - وقت کی تشخیص اور پیش گوئی کی بحالی
انفریڈڈ تھرمل امیجنگ کا پتہ لگانے: ایک اورکت تھرمل امیجر کے ذریعہ ڈایڈڈ شیل کے درجہ حرارت کی حقیقی وقت کی نگرانی ، جب درجہ حرارت 15 ڈگری کی درجہ بندی کی قیمت سے زیادہ ہوتا ہے تو الارم کو متحرک کرتا ہے۔
الیکٹریکل پیرامیٹر مانیٹرنگ: موجودہ سینسر (جیسے ہال سینسر) کے ذریعہ ڈایڈڈ کرنٹ کی حقیقی وقت کی نگرانی ، اور تحفظ اس وقت چالو ہوجاتا ہے جب موجودہ شرح 1.2 گنا سے زیادہ ہے۔
AI غلطی کی پیشن گوئی: ڈایڈس کی باقی زندگی (RUL) کی پیش گوئی کرنے اور پہلے سے ہی اعلی - رسک اجزاء کی جگہ کی پیش گوئی کرنے کے لئے تاریخی اعداد و شمار پر مبنی ٹرین مشین لرننگ ماڈل۔