Como solucionar a sobretensión da liña de corrente continua nos inversores

Análise de fallos por sobrexénese na detección de tensión do inversor

O inversor é o compoñente central dos sistemas modernos de tracción eléctrica, permitindo varias funcións de control de velocidade do motor e requisitos operativos. Durante a operación normal, para garantir a seguridade e estabilidade do sistema, o inversor monitoriza continuamente parámetros operativos clave, como a tensión, corrente, temperatura e frecuencia, para asegurar o correcto funcionamento do equipo. Este artigo ofrece unha breve análise de fallos relacionados coa sobrexénese na circuitaría de detección de tensión do inversor.

A sobrexénese no inversor refírese xeralmente á tensión da liga directa (DC) que excede un limiar seguro, supoñendo un risco para os componentes internos e activando un apagado protector. Nas condicións normais, a tensión da liga DC é o valor medio despois da rectificación completa de tres fases e filtrado. Para unha entrada AC de 380V, a tensión teórica da liga DC é:
Ud = 380V × 1.414 ≈ 537V.

Durante un evento de sobrexénese, o capacitor principal da liga DC carga e almacena enerxía, provocando un aumento da tensión da liga. Cando a tensión se aproxima á tensión nominal do capacitor (arredor de 800V), o inversor activa a protección contra a sobrexénese e apaga. Non facelo pode degradar o rendemento ou causar danos permanentes. Xeralmente, a sobrexénese no inversor pode atribuírse a dúas causas principais: problemas de alimentación e retroalimentación relacionada coa carga.

1. Tensión AC de entrada excesivamente alta

Se a tensión de alimentación AC de entrada excede o rango permitido, debido a subidas de tensión na rede, fallos de transformadores, cableado defectuoso ou sobrexénese de xeradores diésel, pode ocorrer sobrexénese. Neses casos, recoméndase desconectar a alimentación, inspeccionar e corrixir o problema, e só reiniciar o inversor cando a tensión de entrada volva ao normal.

2. Enerxía regenerativa dende a carga

Isto é común con cargas de alta inercia, onde a velocidade síncrona do motor excede a velocidade de saída real do inversor. O motor entón opera en modo xerador, alimentando enerxía eléctrica de volta ao inversor e provocando un aumento da tensión da liga DC máis allá dos límites seguros, resultando nun fallo de sobrexénese. Este problema pode abordarse mediante as seguintes medidas:

(1) Estender o tempo de desaceleración

A sobrexénese en sistemas de alta inercia adoita resultar de configuracións de desaceleración demasiado curtas. Durante a desaceleración rápida, a inercia mecánica mantiñe o motor en movemento, provocando que a súa velocidade síncrona exceda a frecuencia de saída do inversor. Isto leva o motor ao modo regenerativo. Alargando o tempo de desaceleración, o inversor reduce a súa frecuencia de saída de xeito máis gradual, asegurando que a velocidade síncrona do motor permanezca abaixo da velocidade de saída do inversor, evitando así a regeneración.

(2) Activar a prevención de parada por sobrexénese (inhibición de parada por sobrexénese)

xa que a sobrexénese adoita ocorrer debido a unha redución de frecuencia demasiado rápida, esta función monitoriza a tensión da liga DC. Se a tensión aumenta ata un umbral predefinido, o inversor fai que a taxa de diminución de frecuencia sexa máis lenta, mantendo a velocidade de saída por encima da velocidade síncrona do motor para evitar a regeneración.

(3) Utilizar freio dinámico (freio resistivo)

Activa a función de freio dinámico para disipar a enerxía regenerativa excessiva a través dun resistor de frenado. Isto impide que a tensión da liga DC aumente máis allá dos límites seguros.

(4) Solucións adicionais

• Instalar unha unidade de retroalimentación regenerativa para devolver a enerxía excedentaria á rede eléctrica.

• Utilizar unha configuración de liga DC común, conectando as ligas DC de dous ou máis inversores en paralelo. A enerxía excedentaria dun inversor en modo regenerativo pode ser absorbida por outros inversores que impulsan motores en modo motriz, axudando a estabilizar a tensión da liga DC.