|变频器竟然没有短路保护!你知道这是为什么吗?

|变频器竟然没有短路保护!你知道这是为什么吗?

短路保护是连接在电源和负载之间的器件的一种功能 , 当负载侧短路时 , 可以有效地将短路点从电源上断开 。 一个器件具有短路保护功能 , 就必须具有一定的短路分断能力;而一个具有短路分断能力的器件 , 就意味着它具有短路保护功能 。

【|变频器竟然没有短路保护!你知道这是为什么吗?】以常用的空气开关为例 。 当短路电流大于空气开关的短路分断电流时 , 空气开关肯定已经启动了保护 , 但其容量太小 , 分断不了短路电流 , 最终会损坏 。 为什么它的分断能力小于实际短路电流?一个是空气开关的选择 , 一个是电网的容量 , 因为电路中的短路电流是可以根据电路参数计算出来的 , 与电源容量和线路阻抗有关 , 也就是设计选型要考虑的 。

因为变频器(Variable-frequency Drive:以下简称VFD)在短路后就会直接损坏 , 所以没有短路保护功能 。 损坏了 , 说明系统中某个环节出现了问题 。
VFD的输出侧没有短路保护 , 因为VFD的输出功率器件目前都是IGBT功率模块 。 当VFD或负载输出短路时 , IGBT本身具有抗短路功能 , 锁定不输出电流 。 保护功率器件免受短路电流损坏 。 反之 , 如果加了短路保护 , VFD的输出就有了问题 。 首先 , 短路电流很快 。 如果IGBT不能自锁 , 它将在保护自己之前完蛋 。 加保护也没用 , 因为太快了停不下来 。 其次 , *重要的是 , IGBT工作时 , 负载一定不能打开 , 否则IGBT会因为dv/dt高而击穿 。
正因为如此 , IGBT可以自己抵抗短路 。 也就是说 , 它不怕负载短路 。 如果VFD的输出功率器件炸了 , 不是短路本身造成的 。 肯定还有其他原因 , 比如工作时负载突然开路或者过载(IGBT怕过载短路) 。
一是VFD工作时 , 负载突然断开(开路) , 此时模块被炸 。 这一切都是因为此时dv/dt过高(尤其是负载较重时) 。 这时候线路的状态就像带负载*的熔刀开关 。 虽然VFD的输出功率模块具有RC阻容吸收功能 , 但是过高的动态电压并不能阻止IGBT击穿 。 因此 , 轰炸模块此时不讨论 。
先说热过载爆炸模块 , 也就是VFD的输出功率模块 , 它的散热和温升功能都已经设计好了 , 包括散热的截面 , 空气的流量或者冷却介质的流量等等 。 如果超负荷指数运行 , 时间越长 , 管道积热越重 。 如果温升超过了允许温度 , 就和把模块炸了一样 。
记得早在20世纪90年代中后期 , Xi安电力电子技术研究所曾经就IGBT电力器件进行过一次学术交流 。 当时国内IGBT处于研发阶段 , 国外产品应用广泛 , 而国内产品尚未普及 。 当时国内SCR装置已经相当成熟 , 各种功率都有 , 但IGBT还没有 。 我记得当时一个工程师做演讲时说 , 他们做实验的时候 , IGBT不怕短路 。 短路的时候没有输出 , 所以很快就关了 。 IGBT特别怕热 , 散热不好就容易炸 。 因此 , 我对那次交流活动的内容记忆深刻 。 我也知道IGBT的弱点是什么 。
使用组件时 , 您应该了解它们的脾气和配置 。 只有这样 , 你才能科学、合理、正确地选择和配置自己设计的系统 , 并使其安全可靠地工作 。 因此大多数变频器厂家都知道 , 给VFD添加输出加开关或者保护功能都是画蛇添足的 , 而且是带负荷动作 , 无疑会是致命的错误;如果是“小马拉大车” , 偷工减料 , 想省点钱 , 也是幸运的 。 潜在的危险是存在的 , 而且非常严重 。