تأمینکننده واحد بازخورد انرژی مبدل فرکانس به شما یادآوری میکند که وقتی صحبت از عملکرد حفاظتی مبدل فرکانس میشود، مسلماً مربوط به برخی از حفاظتهای خطایی است که در مبدل فرکانس رخ میدهد. در کاربردهای عملی، معمولاً به عملکرد حفاظتی سیستم انتقال از جمله مبدل فرکانس، مانند حفاظت خط، حفاظت از خود مبدل فرکانس، حفاظت موتور، حفاظت از بار مکانیکی و غیره اشاره دارد.
دستگاه حفاظت یکپارچه درون مبدل فرکانس
(1) محافظت در برابر اضافه بار موتور
مشخصه اصلی اضافه بار حرارتی موتور الکتریکی این است که افزایش دمای واقعی از افزایش دمای نامی بیشتر میشود. بنابراین، هدف از حفاظت اضافه بار برای موتورهای الکتریکی نیز اطمینان از عملکرد عادی آنها و عدم سوختن به دلیل گرمای بیش از حد است.
وقتی یک موتور الکتریکی در حال کار است، توان از دست رفته آن (عمدتاً تلفات مس) به انرژی گرمایی تبدیل میشود و باعث افزایش دمای موتور میشود. فرآیند گرمایش یک موتور الکتریکی متعلق به فرآیند انتقالی تعادل حرارتی است و قانون اساسی آن مشابه قانون رایج افزایش (یا کاهش) منحنی نمایی است. اهمیت فیزیکی آن در این واقعیت نهفته است که با افزایش دمای موتور الکتریکی، باید گرما را به محیط اطراف منتقل کند. هرچه افزایش دما بیشتر باشد، اتلاف گرما سریعتر است. بنابراین، افزایش دما نمیتواند به صورت خطی افزایش یابد، بلکه با افزایش آن کند میشود. هنگامی که گرمای تولید شده توسط موتور با گرمای دفع شده متعادل شود، افزایش دما در این زمان، افزایش دمای نامی است.
استانداردهای تولید موتورهای آسنکرون، انواع مختلفی از سطوح را بر اساس حداکثر افزایش دمای مجاز تعریف میکنند، یعنی کلاس A 105 ℃، کلاس E 120 ℃، کلاس B 130 ℃، کلاس F 155 ℃ و کلاس H 180 ℃.
اضافه بار حرارتی موتور به بار مکانیکی بیش از حد روی شفت موتور اشاره دارد که باعث میشود جریان کاری موتور از مقدار نامی بیشتر شود و در نتیجه افزایش دما نیز از مقدار نامی بیشتر شود. ویژگیهای اصلی اضافه بار موتور عبارتند از:
① افزایش جریان قابل توجه نیست. زیرا در انتخاب و طراحی موتورهای الکتریکی، حداکثر جریان عملیاتی بار به طور کلی به طور کامل در نظر گرفته میشود و طراحی بر اساس حداکثر افزایش دمای موتور انجام میشود. برای بارهای متغیر خاص و بارهای متناوب، اضافه بار کوتاه مدت مجاز است. بنابراین، در شرایط عادی، دامنه جریان اضافه بار خیلی زیاد نیست.
② به طور کلی، نرخ تغییر جریان di/dt کم است و به آرامی افزایش مییابد.
(2) حفاظت اتصال کوتاه در انتهای خروجی مبدل فرکانس
اگر در انتهای خروجی مبدل فرکانس (ترمینال موتور یا خط بین مبدل فرکانس و موتور) اتصال کوتاه فاز به فاز رخ دهد، مبدل فرکانس خطای اتصال کوتاه را تشخیص داده و مدار را در عرض چند میلی ثانیه قطع میکند تا ایمنی مبدل فرکانس و تجهیزات موتور تضمین شود.
(3) سایر وسایل حفاظتی
① محافظت در برابر گرمای بیش از حد قطعات الکترونیکی: اگر دما از آستانه تعیین شده فراتر رود، سنسور قرار داده شده روی دستگاه اتلاف گرما، مبدل فرکانس را از کار میاندازد و از آسیب رسیدن به قطعات الکترونیکی ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری میکند.
② محافظت در برابر افت ولتاژ خط لحظهای: این عملکرد حفاظتی میتواند از بروز خطا در مدارهای کنترل و موتورها و همچنین از اضافه جریان ناشی از بازیابی ولتاژ خط جلوگیری کند.
③ محافظت در برابر اضافه ولتاژ برای خطوط منبع تغذیه: این عملکرد حفاظتی از آسیب به قطعات جلوگیری میکند.
④ محافظت در برابر قطع فاز: قطع فاز باعث افزایش قابل توجه جریان میشود.
(4) عملکرد دستگاه حفاظت یکپارچه
در صورت بروز نقص، دستگاه محافظ فوق مبدل فرکانس را متوقف میکند و به موتور اجازه میدهد آزادانه متوقف شود و برق توسط رله داخلی یکپارچه قطع میشود.