Статьи
   ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ИЛИ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ?
380V50Hz.ru
ООО "НПП ПРАМиС"
т./ф.(499)168-6330
т. 8(926)357-5826
pramis@380v50hz.ru
     ЭлектроПРивод
                  
Автоматизация
                  
Микро
                  
Системы
(С) 2006-2012  ООО "НПП ПРАМиС"  т./ф.(499)168-6330  т. 8(926)357-5826 pramis@380v50hz.ru
RuWeb.net - гибкий хостинг
             Как правильно выбрать защитный аппарат для преобразователя частоты и устройства плавного пуска? Какие основные критерии выбора и возможные последствия неправильного применения? …
              В качестве защитных средств производители ПЧ предлагают использовать быстродействующие плавкие предохранители или стандартные автоматические выключатели с характеристикой «В» комбинированного расцепителя.
              Полезно представлять, что же означает защита ПЧ и что защищается в ПЧ внешними аппаратами. Защитные аппараты для ПЧ решают, в основном, две задачи: предотвращение разрушения, плавления и, что крайне опасно, возгорания изоляции подводящей и приборной электропроводки при сверхтоках, которые могут возникнуть при внутренних коротких замыканиях, а также, по возможности, ограничение токовых нагрузок во входных цепях полупроводниковых приборов ПЧ. Такими входными цепями являются выпрямительные мосты.
              Здесь следует обратить внимание на одну из проблем, которая возникает в практике применения ПЧ - это проблема заряда батареи конденсаторов в звене постоянного тока при первоначальной подаче питающего напряжения. Из-за сравнительно существенной величины емкости этих конденсаторов при подаче на вход ПЧ скачкообразного питающего напряжения возникает длительный значительный ток их заряда, проходящий через выпрямитель инвертора.
Рис.1.  Возможный контур тока заряда батареи конденсаторов
Табл.1.1.  Рекомендуемый номинальный ток и тип предохранителя
Табл.1.2.  Рекомендуемые параметры автоматических выключателей защиты инвертора класса В
ВЫВОДЫ
Полученные результаты не дали существенного преимущества ни одному из претендентов - плавкому быстродействующему предохранителю Bussman JJS или автоматическому выключателю с комбинированным расцепителем характеристики «В». При выборе защитного электроаппарата для преобразователя частоты следует обращать внимание на иные критерии оценки средств защиты преобразователя частоты, чем те, которые были рассмотрены. Возможно следует обратить внимание на специальные требования, предъявляемые к устройству в целом, где применен преобразователь частоты. В свете этих требований выявить, каким образом применение конкретного аппарата защиты отразится на реализации этих требований. После чего принять окончательное решение по выбору защитного устройства.
Табл.2.  Технические данные модуля BSM50GP120 фирмы EUPEC
Табл.3. Метод экспертной оценки для выбора защитного аппарата
Рис.2.  Характеристики срабатывания защитных электроаппаратов
Если не ограничивать этот ток, то диоды входного выпрямителя могут выйти из строя. Для снижения тока заряда во входной цепи устанавливают ограничительные резисторы (рис.1), которые шунтируются контактами специального реле после окончания процесса заряда, также для этой цели применяют управляемый тиристорный выпрямитель. Бросок тока первоначального заряда в несколько раз превышает номинальный ток ПЧ, даже при применении ограничительных средств. В связи с этим фактом защитный аппарат ПЧ приходится выбирать исходя не из значения номинального тока ПЧ, а на основе уровня тока заряда емкости при начальной подаче напряжения. В табл.1 приведены, в качестве примера, рекомендуемые производителем значения номиналов защитных аппаратов в цепях ПЧ различной мощности для преобразователей насосной серии VFD-G фирмы Delta Electronics. В табл.2 приведены данные максимальных допустимых значений электрических параметров для IGBT модуля BSM50GP120 фирмы EUPEC. Из данных таблицы видно, что при равенстве номинальных токов диодов выпрямительного моста и токов транзисторных ключей, максимальный допустимый ток последних значительно ниже. Поэтому внешний защитный аппарат во входной цепи ПЧ, каким быстродействием он не обладал, никогда не защитит от выхода из строя транзисторные ключи инвертора при возникновении коротких замыканий, например, при сбое в системе управления этими ключами.
Возникают вопросы, - насколько защитный аппарат предохраняет выпрямительный мост от выхода из строя? Что лучше - плавкий предохранитель или автоматический выключатель? Аварийная ситуация может возникнуть, например, если контакты специального реле не сработали по какой-либо причине. На рис.2 представлены характеристики срабатывания электроаппаратов, предлагаемых производителями ПЧ в  качестве защитных средств ПЧ, - быстродействующих плавких предохранителей Bussman JJS и стандартных автоматических выключателей с характеристикой «В» комбинированного расцепителя, например, фирмы ABB.
Если взять за критерий отбора ток срабатывания электроаппарата для времени срабатывания 0,01 сек. (длительность полупериода сетевого питающего напряжения частотой 50 Гц), то, практически, плавкие быстродействующие предохранители и автоматические выключатели с характеристикой «В» равнозначны. Поэтому следует искать иные оценки выбора.
В табл.3 предложены другие критерии, по которым можно обосновать выбор аппарата защиты. Применим метод экспертной оценки к выбору защитного аппарата. На основании суммарной оценки можно принять решение о наибольшей целесообразности применения защитного электроаппарата.