变频器保护电路通过检测主电路输出电压、电流等参数判断变频器运行状况,当发生电流、电压与温度等参数异常时,为防止变频调速系统中电气器件及机械部分损坏,而使变频器逆变电路停止工作或限制逆变电路输出电压、电流值。变频器保护电路分对变频器自身保护和对负载(异步电动机)保护两种,保护功能如表1-4 所示。
表1-4 保护功能一览
变频器的保护功能如下:
(1)瞬时过电流保护:在变频器整流器、逆变器或负载侧发生短路时,流过开关器件电流达到异常值(超允许值)时,瞬时过电流保护动作停止变频器运行。
(2)过载保护:逆变器输出电流超过设置值、且电流持续时间达设置时限以上时,为防止逆变器开关器件损坏,过载保护动作停止逆变器运行。过载保护具反时限特性,通常采用热继电器或电子热保护(电子电路构成)。
(3)再生过电压保护:系统快速减速时因再生功率回馈使直流电路电压升高、有时超过允许值损坏电子器件,为抑制再生过电压采取停止逆变器运行或限制快速减速方法实现过电压保护。
(4)瞬时停电保护:对数毫秒以内的瞬时停电变频器控制电路可正常工作;但瞬时停电达数十 ms 以上时控制电路不能正常工作、主电路失电。为避免瞬时停电造成系统误动作导致电气或机械故障事故,设置瞬时停电保护,在瞬时停电后使逆变器停止运行。
(5)接地过电流保护:负载发生接地时为保护变频器逆变器设置接地过电流保护功能,同时为保人身安全还需装漏电断路器。
(6)温度异常保护:有冷却风机的变频器,风机异常将导致内部温度上升、使逆变器因温度超限损坏,故冷却风机电动机应采用热继电器保护、逆变器开关器件散热片应设温度传感器,检出温度异常后停止逆变器运行。
变频器负载的保护功能如下:
(1)过载保护:负载过载检出单元与变频器逆变器过载保护共用,但考虑低速运行过热,在异步电动机绕组内埋入温度传感器、或利用逆变器内电子热保护检出电动机过热。电动机过载保护动作频繁时可考虑减轻负载、增加电动机及变频器容量。
(2)超额(超速)保护:变频器输出频率或异步电动机速度超规定值时,超额保护动作停止变频器运行。
变频器其他保护功能如下:
(1)防止失速过电流:系统急加速时若异步电动机跟踪迟缓,过电流保护电路动作、电动机不能继续运行,故在负载电流减小前要控制、抑制频率上升或下降速度;恒速运行中的过电流有时也进行同样控制。
(2)防止失速再生过电压:系统减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升,为防止再生过电压电路保护动作,在直流电压上升前要控制、抑制频率下降速度、防止系统失速。
(3)电源瞬时失压或欠压:电源发生瞬间(≤15 ms)失压或欠压时变频器可维持继续运行,有的变频器在电源电压恢复时还可跟踪电动机转速调整输出频率。
(4)微处理器异常保护:CPU、RAM 异常时保护动作。