持續運轉：IGBT系統預測性維護的好處
作者：Thorsten Schmidt，Power Integrations
預測性維護的目的在於透過收集和分析運作資料來識別預示設備故障的異常和行為模式，進而將維護頻率降到最低。使用這種方法，可以實作流程，進而在故障發生之前採取修復措施，避免非計畫性停機和不必要的維護成本。
預防性維護是一種相當簡單的方法，根據使用情況和時間定期執行，而預測性維護則是只有在資料顯示特定機器的狀況令人擔憂時才會排定介入。預測性維護主要針對 IGBT，最有可能應用於高價值系統，例如火車、電網以及風力渦輪機和太陽能發電場等大型再生能源裝置。
Siemens Mobility 對鐵路預測性維護應用的研究提出了一些驚人的結論：
「從行駛中的列車收集的即時資料可以實現精確的維護計畫，只有在必要時才停靠車庫，既不會太早也不會太晚。這使得非排定的停車和修正性維護的介入次數減少了最多 30%。」
「資料觸發的條件式維護可延長維護間隔，消除過早更換零件等不必要的工作，並將維護成本降低高達 15%。」
「自動測量和條件式維護智慧化可根據實際需求 (而非固定間隔) 排定維護，持續防止非計畫性停機。這確保了機組可用率高達 100%。」
在鐵路系統中，IGBT 模組和驅動器是電源轉換器使用壽命的關鍵元件。一些供應商提供以 IGBT 接面溫度為基礎的使用壽命模型。Power Integrations 是中高壓變頻器應用閘極驅動器技術的領導廠商，其許多閘極驅動器都包含溫度報告以及其他感應器。
Power Integrations 提供單通道、即插即用閘極驅動器，適用於高達 3300 V 的 190 mm x 140 mm IHM 和 IHV IGBT 模組 (圖 1)，用於鐵路、牽引變頻器、電網和中壓驅動器。
1SP0635 Digital 將公司成熟的 SCALE-2™ 切換效能和保護功能與可設定的隔離串列輸出介面相結合，增強了驅動器的可程式性，並提供全面的遙測報告，以準確估算使用壽命。包括熱、裝置和匯流排狀況資訊在內的多種感應電路被納入其中，簡化了系統設計並增強了可觀測性、控制性和可靠性。
串列狀態輸出協定結合了關鍵的即時測量功能，有助於進階操作驗證，並顯著提高變頻器運作狀況、可靠性和效率的可見性。工程師可以根據 Power Integrations 的標準即插即用通訊協定調整監控和控制系統，或在專案開發階段要求 Power Integrations 的專家工程團隊進行自訂調整。
1SP0635 數位閘極驅動器提供的遙測資料包括精確的溫度測量，這簡化了熱管理並且無需外部溫度感應器。資料透過 Power Integrations 專有的可程式化串列介面傳輸，可依客戶要求進行程式設計。主導鐵路市場的大型企業擁有經過多年開發的專有通訊協定，因此報告的靈活性非常重要。
雖然目前鐵路、電網和石油探勘等客戶期望 20 年使用壽命的行業迫切需要預測性維護解決方案，但其他行業趕上資料型維護方法帶來的好處 (避免停機和緊急維護，並且不會因不必要的介入而產生額外的成本) 只是時間問題。
而且由於 Power Integrations 在其閘極驅動器內整合了所有感應電路，可以增強客戶對系統的信心，並且 MTBF 等級也會提高。
