O fornecedor da unidade de realimentação de energia do conversor de frequência lembra que, quando se trata da função de proteção do conversor de frequência, esta está naturalmente relacionada à proteção contra falhas que ocorrem no próprio conversor. Em aplicações práticas, geralmente se refere à função de proteção do sistema de transmissão, incluindo o conversor de frequência, como proteção de linha, autoproteção do conversor de frequência, proteção de motor, proteção de carga mecânica, etc.
Dispositivo de proteção integrado dentro do conversor de frequência
(1) Proteção contra sobrecarga do motor
A principal característica da sobrecarga térmica em motores elétricos é que o aumento real da temperatura excede o aumento da temperatura nominal. Portanto, o objetivo da proteção contra sobrecarga em motores elétricos é também garantir que eles possam operar normalmente e não queimem devido ao superaquecimento.
Quando um motor elétrico está em funcionamento, a energia perdida (principalmente devido às perdas no cobre) é convertida em energia térmica, causando o aumento da temperatura do motor. O processo de aquecimento de um motor elétrico pertence ao processo de transição do equilíbrio térmico, e sua lei básica é semelhante à lei comum da curva exponencial crescente (ou decrescente). Seu significado físico reside no fato de que, à medida que a temperatura do motor elétrico aumenta, ele precisa dissipar calor para o ambiente ao redor. Quanto maior o aumento de temperatura, mais rápida a dissipação de calor. Portanto, o aumento de temperatura não é linear, mas sim diminui gradualmente à medida que aumenta; quando o calor gerado pelo motor se equilibra com o calor dissipado, o aumento de temperatura nesse momento é o aumento de temperatura nominal.
As normas de fabricação para motores assíncronos definem diferentes níveis de classificação com base no aumento máximo de temperatura permitido, a saber: Classe A 105 ℃, Classe E 120 ℃, Classe B 130 ℃, Classe F 155 ℃ e Classe H 180 ℃.
A sobrecarga térmica do motor refere-se à carga mecânica excessiva no eixo do motor, fazendo com que a corrente de operação do motor exceda o valor nominal e resultando em um aumento de temperatura que também excede o valor nominal. As principais características da sobrecarga do motor são:
① O aumento da corrente não é significativo. Isso ocorre porque, na seleção e no projeto de motores elétricos, a corrente máxima de operação da carga geralmente é considerada integralmente, e o projeto é baseado na elevação máxima de temperatura do motor. Para certas cargas variáveis e intermitentes, sobrecargas de curta duração são permitidas. Portanto, em circunstâncias normais, a amplitude da corrente de sobrecarga não é muito grande.
② Em geral, a taxa de variação da corrente di/dt é pequena e aumenta lentamente.
(2) Proteção contra curto-circuito na extremidade de saída do conversor de frequência
Caso ocorra um curto-circuito entre fases na saída do conversor de frequência (terminal do motor ou na linha entre o conversor de frequência e o motor), o conversor detectará a falha e interromperá o circuito em poucos milissegundos para garantir a segurança do conversor e do motor.
(3) Outros dispositivos de proteção
① Proteção contra superaquecimento de componentes eletrônicos: Se a temperatura exceder o limite definido, o sensor localizado no dispositivo de dissipação de calor interromperá o funcionamento do conversor de frequência, evitando danos aos componentes eletrônicos causados pelo superaquecimento.
② Proteção contra queda instantânea de tensão na linha: Esta função de proteção pode prevenir falhas em circuitos de controle e motores, bem como evitar sobrecorrente causada pela recuperação da tensão da linha.
③ Proteção contra sobretensão nas linhas de alimentação: Esta função de proteção evita danos aos componentes.
④ Proteção contra perda de fase: A perda de fase causará um aumento significativo na corrente.
(4) Funcionamento do dispositivo de proteção integrado
Caso ocorra uma falha, o dispositivo de proteção acima interromperá o conversor de frequência, permitindo que o motor pare livremente, e a energia será cortada pelo relé integrado internamente.