Der Lieferant der Energierückkopplungseinheit des Frequenzumrichters weist darauf hin, dass die Schutzfunktion des Frequenzumrichters selbstverständlich mit dem Schutz vor Fehlern im Frequenzumrichter zusammenhängt. In der Praxis bezieht sich dies üblicherweise auf die Schutzfunktionen des Übertragungssystems einschließlich des Frequenzumrichters, wie beispielsweise Leitungsschutz, Eigenschutz des Frequenzumrichters, Motorschutz, Schutz mechanischer Lasten usw.
Integrierte Schutzvorrichtung im Frequenzumrichter
(1) Motorüberlastschutz
Das Hauptmerkmal einer thermischen Überlastung bei Elektromotoren ist, dass der tatsächliche Temperaturanstieg den Nenntemperaturanstieg übersteigt. Daher dient der Überlastschutz von Elektromotoren auch dazu, deren normalen Betrieb zu gewährleisten und ein Durchbrennen durch Überhitzung zu verhindern.
Wenn ein Elektromotor läuft, wird seine Verlustleistung (hauptsächlich Kupferverluste) in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch die Motortemperatur ansteigt. Der Erwärmungsprozess eines Elektromotors gehört zum Übergangsprozess des thermischen Gleichgewichts und folgt im Wesentlichen dem Gesetz des exponentiellen Anstiegs (bzw. Abfalls) einer Kurve. Physikalisch bedeutet dies, dass der Elektromotor mit steigender Temperatur Wärme an die Umgebung abgeben muss. Je größer der Temperaturanstieg, desto schneller erfolgt die Wärmeabgabe. Daher steigt die Temperatur nicht linear an, sondern verlangsamt sich mit zunehmender Temperatur. Wenn die vom Motor erzeugte und die abgegebene Wärme im Gleichgewicht sind, entspricht der Temperaturanstieg dem Nennwert.
Die Fertigungsnormen für Asynchronmotoren definieren verschiedene Leistungsklassen basierend auf dem maximal zulässigen Temperaturanstieg, nämlich Klasse A 105 ℃, Klasse E 120 ℃, Klasse B 130 ℃, Klasse F 155 ℃ und Klasse H 180 ℃.
Thermische Überlastung eines Motors bezeichnet eine übermäßige mechanische Belastung der Motorwelle, die dazu führt, dass der Betriebsstrom des Motors den Nennwert überschreitet und die Temperatur ebenfalls den Nennwert überschreitet. Die Hauptmerkmale einer thermischen Überlastung sind:
① Der Stromanstieg ist nicht signifikant. Bei der Auswahl und Auslegung von Elektromotoren wird der maximale Betriebsstrom der Last in der Regel vollständig berücksichtigt, und die Auslegung basiert auf der maximalen Temperaturerhöhung des Motors. Bei bestimmten variablen und intermittierenden Lasten ist eine kurzzeitige Überlastung zulässig. Daher ist die Amplitude des Überlaststroms unter normalen Umständen nicht sehr groß.
② Im Allgemeinen ist die Änderungsrate des Stroms di/dt gering und steigt langsam an.
(2) Kurzschlussschutz am Ausgang des Frequenzumrichters
Wenn am Ausgang des Frequenzumrichters (Motoranschluss oder Leitung zwischen Frequenzumrichter und Motor) ein Kurzschluss zwischen zwei Phasen auftritt, erkennt der Frequenzumrichter den Kurzschluss und schaltet den Stromkreis innerhalb weniger Millisekunden ab, um die Sicherheit des Frequenzumrichters und der Motoranlage zu gewährleisten.
(3) Andere Schutzvorrichtungen
① Schutz vor Überhitzung elektronischer Bauteile: Wenn die Temperatur den eingestellten Schwellenwert überschreitet, unterbricht der am Kühlkörper angebrachte Sensor den Betrieb des Frequenzumrichters, um Schäden an den elektronischen Bauteilen durch Überhitzung zu verhindern.
② Schutz vor plötzlichem Netzspannungsabfall: Diese Schutzfunktion verhindert Fehler in Steuerschaltungen und Motoren sowie Überströme, die durch die Wiederherstellung der Netzspannung entstehen.
③ Überspannungsschutz für Stromversorgungsleitungen: Diese Schutzfunktion verhindert Schäden an den Komponenten.
④ Phasenausfallschutz: Ein Phasenausfall führt zu einem signifikanten Anstieg des Stroms.
(4) Betrieb der integrierten Schutzeinrichtung
Im Falle einer Fehlfunktion schaltet die oben genannte Schutzvorrichtung den Frequenzumrichter ab, sodass der Motor frei zum Stillstand kommen kann, und die Stromzufuhr wird durch das intern integrierte Relais unterbrochen.