变频器的保护电路

    保护电路的主要作用是由微处理器对检测电路得到的各种信号进行算法处理，以判断变频器本身或系统是否出现了异常。当检测到变频器或系统的异常时，则进行各种必要的处理，包括停止变频器的输出，以对变频器和系统提供保护。    当按照保护功能的目的考虑时，变频器的保护功能可以分为对变频器本身的保护，对驱动电动机的保护和对系统的保护三个方面的内容。其中变频器本身的保护由变频器自身完成，而对驱动电动机的保护和对系统的保护则需要用户根据负载和外部环境设置必要的工作条件。下面我们就介绍一下变频器对其自身的各种保护功能。    变频器对其自身的保护功能主要包括以下内容：    (1)瞬时过电流保护。当变频器输出端由于对电动机进行直接起动，相间短路或对地短路等原因而出现过大的电流峰值，并有可能超过主电路换流器件的容许值时，变频器将关断主电路换流器件并停止输出。    上述过电流保护的电流峰值通常设为变频器额定电流的200%，当变频器输出电流的瞬时值超过此电流时，则保护功能动作。    (2)对地短路保护。当检测出变频器输出电路对地短路，并且该短路电流超过变频器输出的50%时，该保护功能将起作用，停止变频器的输出。而对地短路的检测则是通过检测变频器输出电流的不平衡成分，并经过CPU的计算而完成的。该功能的作用主要是为了保护变频器和保证人身安全。当以防止火灾等为目的时，需要另外连接漏电保护继电器或漏电保护空气开关。    (3)过电压保护。当使电动机以比自然减速更快的速度减速，或在起重机、电梯等负转矩负载的场合，直流中间电路的电压将由于回馈能量而上升。过电压保护功能的作用就是，当直流中间电路的直流电压超过过电压规定值时停止变频器输出，以避免主电路换流器件因过电压而烧毁。    过电压规定值因厂家不同而不同，通常200V级的晶体管变频器为400V，而400V级时则为800V。在必要时可查看厂家提供的用户手册或技术手册。    但是，应该注意，对于错误地在输入端施加过高电压的情况，该功能并不能提供保护。    (4)欠电压保护。当变频器的供电电源电压降低时，直流中间电路的电压将会下降，从而使变频器输出电压过低，并造成电动机输出转矩不足和过热现象。而欠电压保护功能的作用就是，在检测到直流中间电路的直流电压出现规定时间以上的电压过低现象时使变频器停止工作，以避免变频器出现因控制电路电压不足而造成的误动作。此外，当变频器检测到电压不足并进行了欠电压保护时，变频器的全部保护功能也将自动复位。    欠电压的规定值也因厂家不同而不同。通常200V级的晶体管变频器为200V，而400V级时则400V。在必要时可查看厂家提供的用户手册或技术手册。    当电源出现瞬间停电时，直流中间电路的电压也将下降，并可能出现欠电压的现象。为了使系统在出现这种情况时仍能继续正常工作而无需停止运行，新型的高性能变频器都还具有瞬时停电再起动功能。当停电时间在2s以内时，如果变频器及系统没有出现异常，变频器将自动复位并重新起动，进入正常工作状态。在这种情况下，变频器不向集中报警输出端子输出报警信号，因此也不影响系统的正常工作。    (5)变频器过载保护（电子热保护）。当变频器的输出电流处于110%~115%额定电流左右的过载状态时，变频器将起动自己的电子热保护功能，对变频器主电路的换流器件进行保护。    通常，变频器的过载保护特性被设定为当变频器的过电流值为150%的额定电流并持续1min时，保护功能动作。    (6)散热片过热保护。当冷却风扇发生故障或空气过滤器发生堵塞时，散热片将发生过热现象。此时，装在散热片上的热敏继电器将动作，使变频器停止工作或给出警报信号，以达到保护变频器的目的。    (7)由保险丝进行过电流保护。在晶闸管变频器中，使用具有快速熔断特性的保险丝对晶闸管进行保护。而对功率晶体管、IGBT、GTO等具有自我关断能力的换流器件来说，为了防止由于换流器件破损而造成更大的损失，也使用保险丝对电路进行保护。    当由于滤波电容器、IGBT电路的短路等原因造成主电路直流部分保险丝熔断时，保护功能起作用。    (8)控制电路异常保护。当变频器在自检过程中或者工作过程中检测到控制电路异常，或者在控制电路内发现信号传输错误以及元器件故障时，保护功能将起作用，并停止变频器的输出，以免造成主电路损坏和给整个系统带来更大破坏。    控制电路异常主要包括：数字操作盒连接错误，存储器数据写入异常，数字操作盒通讯异常，由于外部干扰信号等原因造成CPU异常等。