Защита от короткого замыкания в промышленных двигателях
Общая тенденция рынка промышленных моторных приводов - это постоянно растущие требования к большей эффективности, надежности и стабильности. Производители силовых полупроводниковых приборов продолжают искать прорывы в потерях проводимости и времени переключения. Некоторые компромиссы для увеличения потерь на проводимость биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT): более высокие уровни тока короткого замыкания, меньшие размеры микросхем, а также меньшая теплоемкость и выдерживаемое время короткого замыкания. Это подчеркивает важность схем драйвера затвора и обнаружения и защиты от перегрузки по току. В данной статье рассматривается успешное и надежное внедрение защиты от короткого замыкания в современных промышленных моторных приводах.
Короткое замыкание в промышленной среде
Промышленные моторные приводы имеют относительно суровую рабочую среду и могут испытывать высокие температуры, переходные процессы в сети переменного тока, механические перегрузки, ошибки проводки и другие непредвиденные условия. Некоторые из этих событий могут привести к появлению больших токов перегрузки в цепи питания привода двигателя. На рисунке 1 показаны три типичных события короткого замыкания.
среди них:
1 - инвертор до конца. Это может быть вызвано неправильным включением двух IGBT одного из плеч инвертора, что может быть связано с электромагнитными помехами или неисправностью контроллера. Это также может быть вызвано одним из износа / неисправностей IGBT на рычаге, в то время как нормальный IGBT остается включенным.
2 - относительное короткое замыкание фазы. Это может быть вызвано ухудшением рабочих характеристик, чрезмерной температурой или перенапряжением, которое вызывает разрыв изоляции между обмотками двигателя.
3 - короткое замыкание между фазой и землей. Это также может быть вызвано ухудшением рабочих характеристик, чрезмерной температурой или перенапряжением, которое вызывает разрыв изоляции между обмотками двигателя и корпусом двигателя. Как правило, двигатель может поглощать очень большие токи в течение относительно длительного периода времени (от миллисекунд до секунд, в зависимости от размера и типа двигателя); тем не менее, IGBT, основная часть ступени инвертора с электроприводом, имеет короткое замыкание. Время допуска составляет порядка микросекунд.
IGBT выдерживает короткое замыкание
Время выдержки короткого замыкания IGBT связано с его трансдуктивностью или усилением и теплоемкостью микросхемы IGBT. Более высокое усиление приводит к более высоким токам короткого замыкания в IGBT, поэтому ясно, что IGBT с более низким усилением имеют более низкие уровни короткого замыкания. Тем не менее, более высокие выгоды также приводят к более низким потерям проводимости в состоянии, и компромиссы должны быть сделаны. Развитие технологии IGBT способствует увеличению уровней тока короткого замыкания, но имеет тенденцию к уменьшению времени выдержки при коротком замыкании. Кроме того, технологические достижения привели к уменьшению размеров микросхем, уменьшению размеров модулей, но уменьшению теплоемкости, что приводит к дальнейшему сокращению времени допуска.
Кроме того, он тесно связан с напряжением коллектора-эмиттера IGBT, поэтому параллельная тенденция промышленного привода имеет тенденцию к повышению уровня напряжения шины постоянного тока, что дополнительно уменьшает время выдерживания короткого замыкания. В прошлом этот временной интервал составлял 10 мкс, но в последние годы тенденция была в направлении 5 мкс 3 и при определенных условиях до 1 мкс.
Кроме того, выдерживаемое время короткого замыкания различных устройств также сильно отличается, поэтому для схем защиты IGBT обычно рекомендуется создавать больший запас, чем номинальное выдерживаемое время короткого замыкания.
Если вы хотите купить пищевую машину, обратите внимание на двигатель кофемолки.
