Поставщик блока обратной связи по энергии преобразователя частоты напоминает, что защитная функция преобразователя частоты, безусловно, связана с защитой от неисправностей, возникающих в преобразователе. На практике под защитой обычно понимается функция защиты системы передачи электроэнергии, включая преобразователь частоты, например, защита линии, самозащита преобразователя частоты, защита двигателя, защита механической нагрузки и т. д.
Встроенное защитное устройство внутри преобразователя частоты
(1) Защита двигателя от перегрузки
Основной характеристикой тепловой перегрузки электродвигателя является превышение фактического превышения температуры номинального значения. Поэтому целью защиты электродвигателей от перегрузки является также обеспечение их нормальной работы и предотвращение перегрева.
При работе электродвигателя его теряемая мощность (в основном потери в меди) преобразуется в тепловую энергию, вызывая повышение температуры двигателя. Процесс нагрева электродвигателя относится к переходному процессу теплового равновесия, и его основной закон аналогичен общему закону экспоненциального роста (или падении). Его физический смысл заключается в том, что по мере повышения температуры электродвигателя он должен рассеивать тепло в окружающее пространство. Чем больше повышение температуры, тем быстрее рассеивается тепло. Следовательно, повышение температуры не может расти линейно, а скорее замедляется по мере его повышения; когда тепло, вырабатываемое двигателем, уравновешивается рассеиваемым теплом, повышение температуры в этот момент является номинальным повышением температуры.
Стандарты производства асинхронных двигателей определяют различные типы уровней в зависимости от максимально допустимого повышения температуры, а именно: класс A 105 ℃, класс E 120 ℃, класс B 130 ℃, класс F 155 ℃ и класс H 180 ℃.
Тепловая перегрузка двигателя — это чрезмерная механическая нагрузка на вал двигателя, приводящая к превышению номинального значения рабочего тока двигателя и повышению его температуры. Основные характеристики перегрузки двигателя:
① Увеличение тока незначительно. Поскольку при выборе и проектировании электродвигателей, как правило, учитывается максимальный рабочий ток нагрузки, а проектирование основано на максимальном повышении температуры двигателя. При некоторых переменных и повторно-кратковременных нагрузках допускается кратковременная перегрузка. Поэтому в нормальных условиях амплитуда тока перегрузки невелика.
② В общем случае скорость изменения тока di/dt невелика и растет медленно.
(2) Защита от короткого замыкания на выходе преобразователя частоты
Если на выходе преобразователя частоты (клемме двигателя или линии между преобразователем частоты и двигателем) возникнет короткое замыкание между фазами, преобразователь частоты обнаружит короткое замыкание и отключит цепь в течение нескольких миллисекунд, чтобы обеспечить безопасность преобразователя частоты и оборудования двигателя.
(3) Другие защитные устройства
① Защита электронных компонентов от перегрева: если температура превысит установленное пороговое значение, датчик, расположенный на устройстве рассеивания тепла, остановит работу преобразователя частоты, предотвращая повреждение электронных компонентов, вызванное перегревом.
② Защита от мгновенного падения напряжения в сети: эта функция защиты может предотвратить неисправности в цепях управления и двигателях, а также предотвратить перегрузку по току, вызванную восстановлением напряжения в сети.
③ Защита от перенапряжения на линиях электропитания: эта функция защиты предотвращает повреждение компонентов.
④ Защита от потери фазы: потеря фазы приведет к значительному увеличению тока.
(4) Работа интегрированного защитного устройства
В случае возникновения неисправности вышеуказанное защитное устройство остановит преобразователь частоты, позволяя двигателю свободно остановиться, а подача питания будет прекращена внутренним интегрированным реле.