周波数変換器内に統合された保護装置

周波数変換器のエネルギーフィードバックユニットのサプライヤーは、周波数変換器の保護機能について言及する際に、当然のことながら、周波数変換器で発生する何らかの障害保護に関係していることを念頭に置いてください。実際のアプリケーションでは、通常、周波数変換器を含む送電システムの保護機能、例えば回線保護、周波数変換器の自己保護、モータ保護、機械的負荷保護などを指します。

周波数変換器内に統合された保護装置

(1)モータ過負荷保護

電動モーターの熱過負荷の基本的な特性は、実際の温度上昇が定格温度上昇を超えることです。したがって、電動モーターの過負荷保護の目的は、モーターが正常に動作し、過熱による焼損を防ぐことです。

電動モーターの運転中、損失電力(主に銅損)は熱エネルギーに変換され、モーターの温度が上昇します。電動モーターの加熱過程は熱平衡の遷移過程に属し、その基本法則は指数曲線の上昇(または下降)の共通法則に似ています。その物理的意義は、電動モーターの温度が上昇すると、周囲に熱を放散する必要があることにあります。温度上昇が大きいほど、放熱が速くなります。したがって、温度上昇は直線的に上昇することはできず、上昇するにつれて遅くなります。モーターの発熱と放熱が釣り合ったときの温度上昇が定格温度上昇です。

非同期モーターの製造規格では、最大許容温度上昇に基づいて、クラス A 105 ℃、クラス E 120 ℃、クラス B 130 ℃、クラス F 155 ℃、クラス H 180 ℃ という異なるタイプのレベルが定義されています。

モーターの過熱とは、モーター軸に過度の機械的負荷がかかり、モーターの動作電流が定格値を超え、結果として温度上昇も定格値を超えることを指します。モーターの過負荷の主な特徴は以下のとおりです。

① 電流の増加は顕著ではありません。電動モーターの選定と設計においては、一般的に負荷の最大動作電流が十分に考慮され、モーターの最大温度上昇に基づいて設計されるためです。一定の変動負荷や断続負荷においては、短時間の過負荷が許容されます。したがって、通常の状況では、過負荷電流の振幅はそれほど大きくありません。

② 一般に電流の変化率di/dtは小さく、ゆっくりと上昇します。

(2)周波数変換器の出力端における短絡保護

周波数変換器の出力端(モーター端子または周波数変換器とモーター間の線路)で相間短絡が発生した場合、周波数変換器は短絡障害を検出し、数ミリ秒以内に回路を遮断して、周波数変換器とモーター機器の安全を確保します。

(3)その他の保護装置

①電子部品過熱保護:温度が設定された閾値を超えると、放熱装置に設置されたセンサーが周波数変換器の動作を停止し、過熱による電子部品の損傷を防止します。

②瞬時線間電圧低下保護:制御回路やモーターの故障を防止できるほか、線間電圧の回復による過電流も防止できます。

③ 電源ラインの過電圧保護:部品の損傷を防ぐ保護機能です。

④欠相保護:欠相が発生すると電流が大幅に増加します。

(4)統合保護装置の作動

故障が発生した場合、上記の保護装置が周波数変換器を停止し、モーターが自由に停止し、内部に統合されたリレーによって電源が遮断されます。