Hvordan fikse overspenning på DC-buss i invertere

Overvoltage Fault Analyse i Inverter Spenningsdeteksjon

Inverteren er den sentrale komponenten i moderne elektriske antriebssystemer, som muliggjør ulike funksjoner for motorens fartkontroll og driftsbehov. Under normal drift overvåker inverteren kontinuerlig nøkkeloperasjonsparametere, som spenning, strøm, temperatur og frekvens, for å sikre at utstyret fungerer riktig. Denne artikkelen gir en kort analyse av overvoltage-relaterte feil i inverterens spenningsdetekteringskrets.

Overvoltage i inverteren refererer vanligvis til at DC-busspenningen overstiger et trygt terskelverdi, noe som kan være farlig for interne komponenter og utløse en beskyttelsesstans. Under normale forhold er DC-busspenningen den gjennomsnittlige verdien etter trefas fullbølgegjengivelse og filtrering. For en 380V AC-inngang, er den teoretiske DC-busspenningen:
Ud = 380V × 1,414 ≈ 537V.

Under en overvoltage-hendelse lades hoved-DC-busskapasitoren opp og lagrer energi, noe som fører til at busspenningen stiger. Når spenningen nærmer seg kapasitorens nominelle spenning (omkring 800V), aktiverer inverteren overvoltagebeskyttelse og stanser. Hvis dette ikke skjer, kan det føre til tap av ytelse eller permanent skade. Generelt kan inverterovervoltage tilskrives to hovedårsaker: strømforsyningsproblemer og lastrelatert tilbakemelding.

1. For høy inngang AC-spenning

Hvis inngang AC-strømspenningen overstiger den tillatte rekkevidden på grunn av spenningsknuter i nettet, transformatorfeil, defekte kabler eller overvoltage fra dieselgeneratorene, kan overvoltage forekomme. I slike tilfeller anbefales det å koble fra strømforsyningen, inspisere og rette feilen, og bare starte inverteren på nytt når inngangsspenningen returnerer til normalt nivå.

2. Regenerativ energi fra lasten

Dette er vanlig med høyinertiale laster, der motorens synkronhastighet overstiger den faktiske utgangshastigheten til inverteren. Motoren opererer da i generatormodus, og fôrer elektrisk energi tilbake til inverteren, noe som fører til at DC-busspenningen stiger over trygge grenser, og resulterer i en overvoltagefeil. Dette problemet kan løses ved følgende tiltak:

(1) Utvid dekelerasjonstiden

Overvoltage i høyinertialesystemer skyldes ofte for korte dekelerasjonstillsett. Under hurtig dekelerasjon holder mekanisk inertie motoren i rotasjon, noe som fører til at dens synkronhastighet overstiger inverterens utgående frekvens. Dette driver motoren inn i regenerativ modus. Ved å utvide dekelerasjonstiden, reduserer inverteren sin utgående frekvens mer gradvis, og sikrer at motorens synkronhastighet forblir under inverterens utgående hastighet, og forhindrer dermed regenerering.

(2) Aktiver Overvoltage Stoppforebygging (Overvoltage Stall Inhibition)

Siden overvoltage ofte forekommer på grunn av for hurtig frekvensredusering, overvåker denne funksjonen DC-busspenningen. Hvis spenningen stiger til en forhåndsbestemt terskel, senker inverteren automatisk hastigheten for frekvensreduksjon, og beholder utgående hastighet over motorens synkronhastighet for å forhindre regenerering.

(3) Bruk dynamisk bremsing (Resistor Bremsing)

Aktiver dynamisk bremsing for å dissipere unødvendig regenerativ energi gjennom en bremsresistør. Dette forhindrer at DC-busspenningen stiger over trygge nivåer.

(4) Ytterligere løsninger

• Installer en regenerativ tilbakemeldingsenhet for å returnere overskuddsenergi til strømnätet.

• Bruk en felles DC-busskonfigurasjon, ved å koble DC-bussene til to eller flere inverterer parallelt. Overskuddsenergi fra en regenererende inverter kan da absorberes av andre inverterer som drev motorer i motormodus, og bidrar til å stabilisere DC-busspenningen.