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變頻器短路保護(hù)的注意事項(xiàng)

發(fā)布時(shí)間：2015-01-09 03:48:12瀏覽次數(shù)：2595
          短路保護(hù)是接于電源和負(fù)載之間的裝置具有的一種在其負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時(shí)能將短路點(diǎn)與電源有效地分?jǐn)嗟墓δ堋?/span>
        短路分?jǐn)嗄芰κ侵秆b置在負(fù)載側(cè)出現(xiàn)短路后在不致使裝置本身損壞的前提下能將短路電流可靠地切斷的能力，不致于使故障范圍擴(kuò)大。
        一個(gè)裝置具有短路保護(hù)功能，所以它必須有一定的短路分?jǐn)嗄芰?；而一個(gè)具有短路分?jǐn)嗄芰Φ难b置，就說明它有短路保護(hù)功能，這兩者之間怎么可能被分開來說事呢？
        以常用的空氣開關(guān)為例，當(dāng)出現(xiàn)的短路電流大于空氣開關(guān)的短路分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，空氣開關(guān)肯定已經(jīng)啟動(dòng)保護(hù)了，只是其能力小了而不能將短路電流分?jǐn)?，最終會(huì)損壞。為什么它的分?jǐn)嗄芰π∮趯?shí)際短路電流呢？一是空氣開關(guān)選型問題，二是電網(wǎng)容量的問題，因?yàn)殡娐分卸搪冯娏饔卸啻笫歉鶕?jù)電路參數(shù)可以計(jì)算出來的，與電源容量及線路阻抗有關(guān)，即是設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮的事情。
        不能因?yàn)榘l(fā)生短路后變頻器損壞了就說它沒有短路保護(hù)功能。損壞了，就說明系統(tǒng)中有某一個(gè)環(huán)節(jié)存在有問題。
        通常在高低壓斷路器和熔斷器上用到分?jǐn)嗄芰Γ簿褪欠謹(jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)的滅弧能力。我們以前使用過AEG早期的變頻器，控制板固定在有活頁的金屬板上，移開就可看到直流母線上的快熔。到目前為止，我們使用的西門子的數(shù)量多，基本都按照了輸出電抗器，但現(xiàn)場(chǎng)線路短路或電機(jī)燒都未造成功率元件燒毀，唯一例外的是有一次因制動(dòng)電阻處短路造成制動(dòng)單元和整流部分燒毀，進(jìn)線側(cè)用的是普通的斷路器。如果是因?yàn)槎搪吩斐勺冾l器損壞，單就變頻器而言，我認(rèn)為就是從檢測(cè)到保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間慢了又沒有其它的保護(hù)措施，現(xiàn)在很少見到直流回路裝快熔的變頻器了，輸出電抗器對(duì)短路電流的限制有沒有效果尚不得而知。
        刀熔開關(guān)對(duì)進(jìn)線側(cè)保護(hù),出線是沒有任何硬件保護(hù)的(輸出電抗器可以限制短路電流),運(yùn)行中出現(xiàn)單相接地故障(全壓),燒你變頻器(帶輸出電抗器)沒商量,因?yàn)槌鼍€無短路保護(hù)。
        變頻器的輸出側(cè)不設(shè)短路保護(hù)是因?yàn)?，變頻器的輸出功率器件目前都是IGBT的功率模塊。當(dāng)變頻器輸出或負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，IGBT自身有抗短路的功能，自己被鎖住不輸出電流的功能。保護(hù)功率器件不被短路電流損壞。反之，變頻器輸出如果加了短路保護(hù)反倒有問題了。首先短路電流很快IGBT如果自身不能自鎖的話，根本來不及保護(hù)自己就完蛋了。加了保護(hù)也白加，因?yàn)樗俣忍?，攔不住。第二，最重要的，        IGBT在工作時(shí)，決不允許負(fù)載開路，否則會(huì)因?yàn)楦遜v/dt導(dǎo)致IGBT擊穿。
        正因?yàn)榇?，IGBT都是能自我抗短路。也就是說不怕負(fù)載短路。如果變頻器的輸出功率器件炸了，不是因?yàn)槎搪繁旧碓斐傻?，一定還有其他的原因，比如，工作中負(fù)載突然開路了，或者過載了（IGBT怕過載，不怕短路）。
        短路和過載當(dāng)然不同，短路的電流比過載電流大得多，IGBT有快速的自關(guān)斷功能。而過載電流IGBT的自鎖保護(hù)是不關(guān)斷的，此時(shí)當(dāng)過載時(shí)間比較長(zhǎng)，管子會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)致熱過載炸管子。因此，變頻器的故障保護(hù)對(duì)過載和短路都設(shè)置了參數(shù)。西門子的變頻器都有這些輸出保護(hù)的功能。而變頻器的輸入，是二極管或可控硅的，就沒有自保護(hù)功能了，要用外部的快熔做短路保護(hù)。如果整流單元是那種IGBT形式的（ALM），輸入也具備自鎖保護(hù)功能，也不怕短路！輸入不加快熔了。
        IGBT的發(fā)展過程，一開始就是研究怎么抗短路的，否則沒法用。因?yàn)榭客獠康挠杏|點(diǎn)開關(guān)或快熔，都不足以安全保護(hù)IGBT的，開關(guān)跳了，IGBT也跟著完蛋。所以，在管子輸出加了電流截止保護(hù)功能，如果短路電流來了，立即自鎖。使管子不會(huì)完蛋。正是因?yàn)镮GBT有了抗短路的功能，所以在整流或逆變電路中，他不會(huì)像可控硅那樣發(fā)生“逆變顛覆”。這也是IGBT的一大亮點(diǎn)呢。
        當(dāng)變頻器輸出或負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，IGBT自身有抗短路的功能，自己被鎖住不輸出電流的功能。保護(hù)功率器件不被短路電流損壞。
        變頻器輸出正在工作時(shí)，突然地負(fù)載斷線（開路），此時(shí)模塊被炸的原因。這都是因?yàn)榇藭r(shí)的dv/dt太高（特別是負(fù)載較大時(shí)），此時(shí)線路的狀態(tài)就像是帶載*作刀熔開關(guān)。盡管變頻器的輸出功率模塊有RC阻容吸收功能，但太高動(dòng)態(tài)電壓，還是擋不住擊穿IGBT的。
        這種反向浪涌沖擊與自然界中的江河水流很相似, 比如湍急水流的江河上, 水壩的閘門突然放下, 必然激起反向浪涌強(qiáng)烈地沖擊上游。這里的上游就是IGBT, 非常高的反向浪涌dv/dt電壓打得IGBT招架不住。因此，此時(shí)炸IGBT 模塊沒商量。
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