Тема 17. Діагностика, захист і моніторинг електромеханічних систем
Тема 17. Діагностика, захист і моніторинг електромеханічних систем
1. Загальні положення
2. Основні функції та апаратура захисту ЕМС із розімкненим керуванням
3. Узгодження функцій апаратури керування та захисту
4. Проблема захисту тиристорних електроприводів постійного струму
4.1. Захист від аварійних струмів.
5. Захист, діагностика та моніторинг частотно-керованих електроприводів змінного струму
5.1. Захист двигуна.
5.2. Захист силового кола перетворювача частоти.
5.3. Захист кіл керування перетворювачів частоти.
5.4. Організація діагностики та моніторингу стану перетворювача частоти.
6. Проблема електромагнітної сумісності електромеханічних систем
6.1. Поняття про електромагнітні перешкоди та електромагнітну сумісність
6.2. Заходи та засоби для забезпечення електромагнітної сумісності електромеханічних систем
5. Захист, діагностика та моніторинг частотно-керованих електроприводів змінного струму
5.2. Захист силового кола перетворювача частоти
5.2. Захист силового кола перетворювача частоти.
У перетворювачі частоти з проміжною ланкою постійного струму слід захищати силове коло як автономного інвертора, так і вхідного випрямляча.
Трифазний інвертор містить, як правило, силові модулі на базі транзисторів IGBT. Захистити транзистори від аварійних струмів звичайними апаратними засобами (запобіжниками, автоматичними вимикачами) неможливо, Транзистори дуже чутливі до перевантаження, мають малу теплову інерцію і тому потребують надшвидкодіючих засобів захисту від аварійних струмів. Тому виробники для їх захисту пропонують різноманітні рішення з використанням електронних швидкодіючих засобів захисту. Цей захист контролює температуру нагрівання охолоджувальних радіаторів або безпосередню температуру кристала за допомогою напівпровідникового датчика температури. Використовуючи надшвидкодіючі датчики струмів, дія яких грунтується на ефекті Холла, або інші принципи вимірювання, контролюють струми транзисторів. При перевищенні допустимої температури транзистора або струму навантаження мікропроцесорна система захисту блокує роботу автономного інвертора. Для інверторів малої потужності використовують так звані інтелектуальні силові модулі ІРМ, що в одному корпусі об'єднують силове коло, драйвери керування і систему захисту транзисторів.
Для забезпечення нормальної роботи перетворювача здійснюється постійний контроль за напругою проміжного кола постійного струму. Якщо ця напруга перевищує допустимий рівень (причиною чого може бути перезарядження буферного конденсатора в режимі гальмування двигуна), то спрацьовує захист від перенапруги, блокуючи інвертор. Контролюється також мінімальна напруга (захист віл мінімальної напруги).
Якщо автономний інвертор має надійну розвинену систему захисту, то для захисту вхідного випрямляча від вхідних перенапруг, аварійних струмів, що виникають у разі внутрішніх та зовнішніх пошкоджень, можна застосовувати лише традиційні методи і засоби.
Для захисту вентилів від перенапруг внутрішнього та зовнішнього походження використовують R-С-ланки, обмежувачі перенапруг на основі варисторів тощо.
Для захисту від надструмів при виникненні коротких замикань застосовують швидкодіючі запобіжники та (або) автоматичні вимикачі. Вибір типу та калібру (габариту) захисного апарата є дуже відповідальним завданням. Тому виробники перетворювачів частоти або пропонують комплектні поставки разом із засобом захисту, або дають рекомендації щодо вибору захисного апарата.