Rövidzárlatvédelem ipari motoros hajtásoknál
Az ipari motoros hajtások általános piaci trendje a növekvő hatékonysági és megbízhatósági és stabilitási igény. A teljesítmény félvezető eszközök gyártói továbbra is áttörést keresnek a vezetési veszteségekben és a kapcsolási időkben. Néhány kompromisszum a szigetelt kapu bipoláris tranzisztorok (IGBT) vezetési veszteségének növeléséhez a következők: magasabb rövidzárlati áram, kisebb chipméretek, alacsonyabb hőteljesítmény és rövidzárlat-ellenállás. Ez rávilágít a kapuvezető áramkörök és a túláram-érzékelés és -védelem fontosságára. Ez a tanulmány a rövidzárlatvédelem sikeres és megbízható megvalósítását tárgyalja a modern ipari motor hajtásokban.
Rövidzárlat az ipari környezetben
Az ipari motorhajtások viszonylag kemény működési környezetet mutatnak, és magas hőmérsékletet, váltakozó áramú tranzienseket, mechanikus túlterheléseket, kábelezési hibákat és egyéb váratlan körülményeket tapasztalhatnak. Ezen események némelyike nagy túláramokat okozhat a motorhajtás áramkörében. Az 1. ábra három tipikus rövidzárlatot mutat.
közöttük:
1 az inverter. Ennek oka lehet az egyik inverter karjának két IGBT-jének helytelen bekapcsolása, amely az elektromágneses interferencia vagy a szabályozó meghibásodása lehet. Az is előfordulhat, hogy az egyik IGBT kopás / hiba a karon van, míg a normál IGBT kapcsolva marad.
A 2. ábra relatív fázis rövidzárlat. Ennek oka lehet a teljesítmény-meghibásodás, a túlzott hőmérséklet vagy a túlfeszültség-esemény, amely a motor tekercsek közötti szigetelési lebontást okoz.
A 3. ábra a földi vonal a rövidzárlatig. Ezt a teljesítménykárosodás, a túlzott hőmérséklet vagy a túlfeszültség-esemény okozza, amely a motortekercsek és a motorház közötti szigetelési lebontást okozza. Általánosságban elmondható, hogy a motor viszonylag hosszú ideig képes elnyelni nagyon magas áramot (milliszekundumtól másodpercig, a motor méretétől és típusától függően); azonban az IGBT, az ipari motoros hajtásszabályozó fázisának fő része rövidre záródik. A tűrésidő mikroszekundumban van.
Az IGBT rövidzárlat ellenállóképessége
Az IGBT rövidzárlat-ellenállási ideje az IGBT-chip átvezetőképességével vagy erősítésével és hőteljesítményével függ össze. A magasabb nyereségek nagyobb rövidzárlati áramokat eredményeznek az IGBT-n belül, így egyértelmű, hogy az alacsonyabb erősítésű IGBT-k alacsonyabb rövidzárlati szintekkel rendelkeznek. Ugyanakkor a magasabb nyereség is alacsonyabb államvezetési veszteségeket eredményez, és kompromisszumokat kell tenni. Az IGBT technológia fejlesztése hozzájárul a rövidzárlati áramszint növeléséhez, de az a tendencia, hogy csökkentsék a rövidzárlatot. Ezen túlmenően a technológia előrehaladása kisebb chipméreteket, csökkentett modulméretet, de csökkentett hőteljesítményt eredményezett, ami további rövidített tűrési időket eredményezett.
Ezen túlmenően nagy az összefüggése az IGBT kollektor-emitter feszültséggel, így az ipari hajtás párhuzamos trendje nagyobb DC egyenáramú feszültségszintre hajlamos tovább csökkenti a rövidzárlatot. A múltban ez az időintervallum 10 μs volt, de az utóbbi években ez a tendencia 5 μs 3 irányban, bizonyos körülmények között 1 μs-ig volt.
Ezen túlmenően a különböző készülékek rövidzárlat-ellenállási ideje is meglehetősen eltérő, ezért az IGBT védelmi áramkörök esetében általában ajánlott nagyobb mozgásteret létrehozni, mint a névleges rövidzárlatnak megfelelő idő.
Ha élelmiszer-feldolgozó gépet szeretne vásárolni, kérjük, vegye figyelembe a kávédaráló motorját.
