詳解:變頻器為何沒有短路保護?
發布時間:2014-07-28 責任編輯:sherryyu
【導讀】短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)是(shi)接(jie)於(yu)電(dian)源(yuan)和(he)負(fu)載(zai)之(zhi)間(jian)的(de)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)的(de)一(yi)種(zhong)在(zai)其(qi)負(fu)載(zai)側(ce)發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)時(shi)能(neng)將(jiang)短(duan)路(lu)點(dian)與(yu)電(dian)源(yuan)有(you)效(xiao)地(di)分(fen)斷(duan)的(de)功(gong)能(neng)。一(yi)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng),所(suo)以(yi)它(ta)必(bi)須(xu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)短(duan)路(lu)分(fen)斷(duan)能(neng)力(li);而一個具有短路分斷能力的裝置,就說明它有短路保護功能。但是變頻器為何沒有短路保護?
短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)是(shi)接(jie)於(yu)電(dian)源(yuan)和(he)負(fu)載(zai)之(zhi)間(jian)的(de)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)的(de)一(yi)種(zhong)在(zai)其(qi)負(fu)載(zai)側(ce)發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)時(shi)能(neng)將(jiang)短(duan)路(lu)點(dian)與(yu)電(dian)源(yuan)有(you)效(xiao)地(di)分(fen)斷(duan)的(de)功(gong)能(neng)。一(yi)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng),所(suo)以(yi)它(ta)必(bi)須(xu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)短(duan)路(lu)分(fen)斷(duan)能(neng)力(li);而一個具有短路分斷能力的裝置,就說明它有短路保護功能。
以常用的空氣開關為wei例li,當dang出chu現xian的de短duan路lu電dian流liu大da於yu空kong氣qi開kai關guan的de短duan路lu分fen斷duan電dian流liu時shi,空kong氣qi開kai關guan肯ken定ding已yi經jing啟qi動dong保bao護hu了le,隻zhi是shi其qi能neng力li小xiao了le而er不bu能neng將jiang短duan路lu電dian流liu分fen斷duan,最zui終zhong會hui損sun壞huai。為wei什shen麼me它ta的de分fen斷duan能neng力li小xiao於yu實shi際ji短duan路lu電dian流liu呢ne?一(yi)是(shi)空(kong)氣(qi)開(kai)關(guan)選(xuan)型(xing)問(wen)題(ti),二(er)是(shi)電(dian)網(wang)容(rong)量(liang)的(de)問(wen)題(ti),因(yin)為(wei)電(dian)路(lu)中(zhong)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)有(you)多(duo)大(da)是(shi)根(gen)據(ju)電(dian)路(lu)參(can)數(shu)可(ke)以(yi)計(ji)算(suan)出(chu)來(lai)的(de),與(yu)電(dian)源(yuan)容(rong)量(liang)及(ji)線(xian)路(lu)阻(zu)抗(kang)有(you)關(guan),即(ji)是(shi)設(she)計(ji)選(xuan)型(xing)應(ying)考(kao)慮(lv)的(de)事(shi)情(qing)。
不能因為發生短路後變頻器損壞了就說它沒有短路保護功能。損壞了,就說明係統中有某一個環節存在有問題。
變頻器的輸出側不設短路保護是因為,變頻器的輸出功率器件目前都是IGBT的功率模塊。當變頻器輸出或負載發生短路時,IGBT自(zi)身(shen)有(you)抗(kang)短(duan)路(lu)的(de)功(gong)能(neng),自(zi)己(ji)被(bei)鎖(suo)住(zhu)不(bu)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)功(gong)能(neng)。保(bao)護(hu)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)不(bu)被(bei)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)損(sun)壞(huai)。反(fan)之(zhi),變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu)如(ru)果(guo)加(jia)了(le)短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)反(fan)倒(dao)有(you)問(wen)題(ti)了(le)。首(shou)先(xian)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)很(hen)快(kuai)IGBT如果自身不能自鎖的話,根本來不及保護自己就完蛋了。加了保護也白加,因為速度太快,攔不住。第二,最重要的,IGBT在工作時,決不允許負載開路,否則會因為高dv/dt導致IGBT擊穿。
正因為此,IGBTdoushinengziwokangduanlu。yejiushishuobupafuzaiduanlu。ruguobianpinqideshuchugonglvqijianzhale,bushiyinweiduanlubenshenzaochengde,yidinghaiyouqitadeyuanyin,biru,gongzuozhongfuzaiturankailule,huozheguozaile(IGBT怕過載,不怕短路)。
先說變頻器輸出正在工作時,突然地負載斷線(開路),此時模塊被炸的原因。這都是因為此時的dv/dt太高(特別是負載較大時),此時線路的狀態就像是帶載*作刀熔開關。盡管變頻器的輸出功率模塊有RC阻容吸收功能,但太高動態電壓,還是擋不住擊穿IGBT的。因此,此時炸模塊沒商量;
再說熱過載炸模塊,變頻器的輸出功率模塊,其散熱、溫升功能是已經設計好的,包括散熱的截麵、空(kong)氣(qi)的(de)流(liu)動(dong)或(huo)冷(leng)卻(que)介(jie)質(zhi)的(de)流(liu)量(liang)等(deng)等(deng),如(ru)果(guo)超(chao)負(fu)荷(he)指(zhi)標(biao)運(yun)行(xing),時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),管(guan)子(zi)的(de)熱(re)積(ji)累(lei)越(yue)重(zhong)。導(dao)致(zhi)超(chao)過(guo)允(yun)許(xu)的(de)溫(wen)升(sheng),也(ye)同(tong)樣(yang)是(shi)炸(zha)模(mo)塊(kuai)沒(mei)商(shang)量(liang)。
記得早在上世紀的90年代中末期,西安電力電子技術研究所曾經做過一次關於IGBT功率器件的研究學術交流。那時,國內的IGBTzhengchuyuyanfajieduan,guowaidechanpinyongdebijiaopuji,erguoneidehaimeiyoutuiguangchanpin,nageshiqi,guoneidekekongguiqijianyijingxiangdangdechengshule,duodagonglvdouyou,IGBT還不行。記得當時講演的一個工程師就說,他們做實驗,IGBT不怕短路,短路了沒輸出,快速關斷。可IGBT特別怕熱,如果散熱不好,很容易炸。所以,對那次交流活動的內容記憶特別深。也知道IGBT的軟肋是什麼了。
作為自動化與驅動的應用工程師,我們應該了解使用的元器件的脾氣和秉性,隻有這樣才能科學的、合理的、正確的選型和配置自己設計的係統,才能讓其安全、可靠工作。如果是畫蛇添足的在變頻器的輸出加開關或保護,而且是帶載動作,無疑將是致命的錯誤;如果是“小馬拉大車”,偷工減料心存僥幸心理,想省幾個錢,潛在的危險是存在的,而且很嚴重。
建築工程的偷工減料,所麵臨的是垮塌事故;自動化驅動工程的偷工減料。所麵臨的是炸、著火事故。都是轟轟烈烈的,動靜都不小。
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