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SIEMENS 西门子变频器器技术参数

晶闸管烧坏都是由温度过高造成的,而温度是由晶闸管的电特性、热特性、结构特性决定的,因此保证晶闸管在研制、生产过程中的质量应从三方面入手:电特性、热特性、结构特性,而且三者是紧密相连、密不可分的,所以在研制、生产晶闸管时应充分考虑其电应力、热应力、结构应力。烧坏晶闸管的原因很多,总的说来还是三者共同作用下才致使晶闸管烧坏的,某一单独的特性下降很难造成晶闸管烧坏,因此我们在生产过程中可以充分利用这个特点,就是说如果其中的某个应力达不到要求时可以采取提高其他两个应力的办法来弥补。
从晶闸管的各相参数看,经常发生事故的参数有:电压、电流、dv/dt、di/dt、漏电、开通时间、关断时间等,甚至有时控制极也可烧坏。由于晶闸管各参数性能的下降或线路问题会造成晶闸管烧坏,从表面看来每个参数所造成晶闸管烧坏的现象是不同的,因此通过解剖烧坏的晶闸管就可以判断是哪个参数造成晶闸管烧坏的。
电压引起晶闸管烧坏现象
一般情况下阴极表面或芯片边缘有一烧坏的小黑点说明是由于电压引起的,由电压引起烧坏晶闸管的原因有两中可能,一是晶闸管电压失效,就是我们常说的降伏,电压失效分早期失效、中期失效和晚期失效。二是线路问题,线路中产生了过电压,且对晶闸管所采取的保护措施失效。
电流引起晶闸管烧坏现象
电流烧坏晶闸管通常是阴极表面有较大的烧坏痕迹,甚至将芯片、管壳等金属大面积溶化。
di/dt引起晶闸管烧坏现象
由di/dt所引起的烧坏晶闸管的现象较容易判断,一般部是门极或放大门极附近烧成一小黑点。我们知道晶闸管的等效电路是由两只可控硅构成,门极所对应的可控硅做触发用,目的是当触发信号到来时将其放大,然后尽快的将主可控硅导通,然而在短时间内如果电流过大,主可控硅还没有完全导通,大的电流主要通过相当于门极的可控硅流过,而此可控硅的承载电流的能力是很小的,所以造成此可控硅烧坏,表面看就是门极或放大门极附近烧成一小黑点。
dv/dt引起晶闸管烧坏现象
至于dv/dt其本身是不会烧坏晶闸管的,只是高的dv/dt会使晶闸管误触发导通,其表面现象跟电流烧坏的现象差不多。
开通时间引起晶闸管烧坏现象
开通时间跟di/dt的关系很密切,因此其烧坏晶闸管的现象跟di/dt烧坏晶闸管基本类似。
关断时间引起晶闸管烧坏现象
关断时间烧坏晶闸管的现象较难分析,其特点有时象电压烧坏,有时又象电流烧坏,从实践来看象电流烧坏的时候比较多。
以上分析只是从晶闸管表面的损坏程度来判断其到底是由什么参数造成的,但无论什么原因损坏都会在晶闸管上留下痕迹,这种痕迹大多是烧坏的黑色痕迹,而黑色痕迹就是金属熔化的痕迹,就是说烧坏晶闸管的Z根本原因是将晶闸管芯片熔化,有的是大面积熔化,有的是小面积熔化。我们知道单晶硅的熔点是1450℃~1550℃,只有超过这个温度才有可能熔化,那么这么高的温度是怎么产生的呢?
就晶闸管的各项参数而言即使每相参数都超出标准很多也不会产生如此高的温度,因为温度是由电流、电压、时间三者的乘积决定的,其中某一相超标是不会产生这么高的温度的,所以瞬时产生的高电压、大电流是不会将芯片烧坏的,除非是高电压、大电流、长时间才会如此,但这种情况是不可能出现的,因为晶闸管一经烧毁设备立即就会出现故障,会立即停机,时间不会很长的,因此烧坏晶闸管芯片的高温决不是电流、电压、时间三者的乘积产生的。那么到底是怎么产生的呢?
其实无论晶闸管的那个参数造成其烧坏,的结果都可以归纳为电压击穿,就是说晶闸管烧坏的原因都是由电压击穿造成的,其表面的烧坏痕迹也是由电压击穿所引起的,这点我们在晶闸管的应用中也能够证明:在用万用表测试烧坏的晶闸管时发现其阴极、阳极电阻都非常小,说明其内部短路,到目前为止基本没发现有阴极、阳极开路的现象,因为芯片是由不同金属构成的,不同金属的熔点是不一样的,总会有先熔化和后熔化之分,是逐渐熔化。
电压击穿与晶闸管表面烧坏的痕迹的关系
一般情况下应该是铝垫片或银垫片先熔化,然后才是硅片和钼片,而铝垫片或银垫片也不会小面积熔化,应该是所有有效面积的垫片都会熔化。铝垫片或银垫片熔化后一是有可能产生隔离层使阴极和阳极开路,二是铝垫片或银垫片高温熔化后与硅片的接合部有可能材质发生变化,产生绝缘的物质,造成阴极、阳极开路的现象。那么电压击穿与晶闸管表面烧坏的痕迹(小黑点或大面积熔化)有什么关系呢?
1.由于晶闸管的电压参数下降或线路产生的过电压超过其额定值造成其绝缘强度相对降低,因此发生启弧放电现象,而弧光的温度是非常高的,远大于芯片各金属的熔点,因此烧毁晶闸管,又由于芯片外圆边缘、芯片阴极-阳极表面之间的绝缘电压强度不是完全一致的,只有在相对绝缘电压较低的那点启弧放电,因此电压击穿表现为在芯片阴极表面或芯片的边缘有一小黑点。
2.由于晶闸管的电流、dv/dt、漏电、关断时间、压降等参数下降或线路的原因造成其芯片温度过高,超过结温,造成硅片内部金属格式发生变化,引起其绝缘电压降低,因此发生启弧放电现象,弧光产生的高温将垫片、硅片、钼片熔化、烧毁,同时也会将外壳与芯片相连的金属熔化。由于芯片温度过高需要较长的时间,是慢慢积累起来的,因此超温的面积是较大的,烧坏的面积也是较大的。
3.由于di/dt、开通时间烧坏的晶闸管虽然也是一小黑点,但烧坏的位置与真正的电压击穿是不同的,其烧坏的机理与上面2所述的是一样的,只是由于芯片里面的小可控硅比较小,所以形成的烧毁痕迹亦较小,实际是已经将小可控硅完全烧毁了。
综上所述,无论什么原因烧坏晶闸管,都是由于晶闸管绝缘电压相对降低,然后启弧放电,产生高温,使晶闸管芯片金属甚至外壳金属熔化,致使晶闸管短路,损坏。
IGBT管的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离由于此氧化膜很薄,IGBT管的UGE 的耐压值为 20V,在IGBT管加超出耐压值的电压时,会导致损坏的危险 此外,在栅极发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于集电极有漏电流流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过 这时,如果集电极与发射极间存在高电压,则有可能使IGBT管发热乃至损坏在应用中,有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极额定电压,但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压为此,通常采用双绞线来传送驱动信号,以减少寄生电感 在栅极连线中串联小电阻也可以YZ振荡电压,如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时(栅极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT管就会损坏 为防止这类损坏情况发生,应在栅极一发射极之间接一只10千欧左右的电阻。此外,由于IGBT管为MOS结构,对于静电就要十分注意 因此,请注意下面几点:
(1)在使用模块时,手持分装件时,请勿触摸驱动端子部分当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电放电后,再触摸;
(2)在用导电材料连接IGBT管的驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块;
(3)尽量在底板良好接地的情况下操作 如焊接时,电烙铁要可靠接地在安装或更换IGBT管时,应十分重视IGBT管与散热片的接触面状态和拧紧程度,为了减少接触热阻,在散热器与IGBT管间涂抹导热硅脂,一般散热片底部安装有散热风扇,当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT管发热,从而发生故障,因此对散热风扇应定期进行检查,一般在散热片上靠近IGBT管的地方安装有温度感应器,当温度过高时将报警或停止IGBT管工作。
igbt静态参数测试系统
可测试IGBT参数包括ICES、BVCES、IGESF、VGETH、VGEON、VCESAT、ICON、VF、
GFS、rCE等全直流参数,所有小电流指标保证1%重复测试精度,大电流指标保证2%以内重复测试精度。
主极电流可提供400A 500A 800A 1250A大电流测试选项
BR3500测试系统是一项高速多用途半导体分立器件智能测试系统。它具有十分丰富的编程软件和强大的测试能力。可真实准确测试达九大类二十七分类大、中、小功率的半导体分立器件。
一、可测试种类
1.二极管 Diode
2.稳压(齐纳)二极管 Zener
3.晶体管 Transistor(NPN型/PNP型)
4.可控硅整流器(普通晶闸管) SCR
5.双向可控硅(双向晶闸管) TRIAC
6.MOS场效应管 Power MOSFET(N-沟/P-沟)
7.结型场效应管 J-FET (N-沟/P-沟,耗尽型/增强型)
8. 三端稳压器 REGULATOR(正电压/负电压,固定/可变)
9.绝缘栅双极大功率晶体管 IGBT(NPN型/PNP型)
10.光电耦合器 OPTO-COUPLER(NPN型/PNP型)
11.光电逻辑器件 OPTO-LOGIC
12.光电开关管 OPTO-SWITCH
13.达林顿阵列
14.固态过压保护器 SSOVP
15.硅触发开关 STS
16.继电器 RELAY(A、B、C型)
17.金属氧化物压变电阻 MOV
18.压变电阻 VARISTO
19.双向触发二极管 DIAC
二、技术参数及可实现目标
主极电压:1000V 通过内部设置可扩展到:2000V
主极电流:50A 加选件可扩展到:400A/500A/1000A/1250A
控制极电压:20V 加大电流台选件可扩展到:80V
控制极电流:10A 加大电流台选件可扩展到:40A
电压分辨率:1mV
电流分辨率:100pA 加小电流台选件可扩展到:1pA