Cómo reemplazar un módulo IGBT: pasta, driver y torque

Reemplazar un módulo IGBT sale bien cuando se hace en este orden: descargar el equipo y medir que no hay voltaje, encontrar y corregir la causa de la falla, limpiar el disipador, poner la pasta térmica, atornillar con el orden y el torque del fabricante, y revisar el driver antes de energizar. Cambiar solo la pieza sin ver el driver y el disipador es la forma más común de que el módulo nuevo falle a las pocas horas.

Antes de tocar el módulo

1. Descarga y mide. Desconecta la alimentación, espera el tiempo del manual y confirma con el multímetro que el bus está en cero.
2. Anota todo. Toma fotos de los cables, las barras y la tarjeta driver. Anota el código completo del módulo, su etiqueta y el lugar de cada tornillo.
3. Confirma la causa. Revisa por qué falla un módulo IGBT y la guía de fallas comunes en variadores. Si la causa sigue ahí, el módulo nuevo se daña igual.
4. Prueba lo de alrededor. Mide con el método de cómo probar un módulo IGBT los demás módulos del puente y revisa diodos, resistencias de compuerta y capacitores cercanos.

Cuida la compuerta: descarga estática

Infineon pide en su nota de montaje del EconoDUAL 3 que desempacar el módulo y quitar su protección se haga en una estación con protección contra descarga electrostática, y señala que la descarga puede dañar parcial o totalmente un módulo. Mitsubishi agrega dos reglas: aterriza tu cuerpo y el equipo, y no apliques voltaje entre colector y emisor si la compuerta está abierta. También pide poner en corto compuerta y emisor antes de sacar un módulo de la unidad.

Prepara el disipador

El contacto entre módulo y disipador define qué tanto calor sale. Infineon pide que la superficie del disipador tenga planitud de 30 µm o menos y rugosidad Rz de 10 µm o menos, y que se limpie con un trapo que no suelte pelusa. Mitsubishi, para su serie 24A, indica planitud menor de ±20 µm sobre 100 mm y rugosidad menor de 10 µm.

• Quita la pasta vieja y revisa que no haya rayones, golpes ni residuos.
• No uses una superficie torcida: el disipador debe tener rigidez suficiente para no jalar la base del módulo.

Pasta térmica

La pasta llena los huecos de aire entre las dos superficies. Infineon recomienda una capa de unos 50 a 100 µm, aplicada con rodillo o espátula, y pide no ensuciar los agujeros de los tornillos, porque eso cambia el torque real. Mitsubishi indica un grosor de 50 a 100 µm para su serie 24A y usar una pasta estable en todo el rango de temperatura. Algunos módulos, como los que llevan P al final del código, ya traen la pasta aplicada de fábrica.

Atornilla con el orden y el torque

Mitsubishi explica que apretar un solo tornillo de golpe puede dañar la cerámica y los chips por esfuerzo mecánico. Pide seguir un orden de apriete, hacer primero un apriete previo de 20 a 30% del torque máximo y usar torquímetro. El valor del torque lo da la hoja de datos de tu módulo: por ejemplo, la de Semikron para la serie SKM 400 GB indica de 3 a 5 N·m para los terminales M6. Revisa la tuya, no copies esos números.

Para el EconoDUAL 3, la secuencia de Infineon es: montar la tarjeta de control en el módulo, soldar los pines auxiliares, poner el módulo en el disipador, atornillar la base y por último conectar los terminales de potencia a las barras. Esto evita deformar el módulo.

Antes de energizar

• Revisa el driver: voltajes de alimentación, resistencias de compuerta y que los pulsos lleguen limpios. Fuji vincula varias fallas de módulos con problemas de compuerta.
• Conecta el termistor NTC, si el módulo lo trae. Infineon indica que sirve para vigilar sobrecargas largas y fallas de enfriamiento.
• Reapreta barras y terminales. Yaskawa incluye el reapriete en su lista de mantenimiento.
• Revisa ventiladores y filtros. Si el disipador sigue sucio, el problema vuelve.

Y si el módulo no es idéntico

Si no consigues el mismo código, antes de aceptar otro revisa los siete puntos de la guía de equivalencias de módulos IGBT entre marcas, sobre todo la caja y el chip. En un variador, la guía de módulos IGBT para variadores de frecuencia muestra dónde trabaja el módulo.

Si ya tienes el código del módulo que falló, mándalo por WhatsApp desde la página de https://digitecparts.com/modulos-igbt/ o consulta primero el catálogo de módulos IGBT. Si es de Infineon o de Eupec, la guía de series FF, FZ, FS y BSM ayuda a leerlo. Y para saber cuánto va a durar el nuevo, mira la de vida útil de un módulo IGBT.