Hur man åtgärdar överspänning på DC-bus i omvandlare

Överspänningssfelanalys i inverterens spänningsdetektering

Inverteren är den kärnkomponent som möjliggör olika motordriftsfunktioner och driftkrav i moderna elektriska drivsystem. Under normal drift övervakar invertern kontinuerligt viktiga driftparametrar, såsom spänning, ström, temperatur och frekvens, för att säkerställa korrekt utrustningsfunktion. Detta artikel ger en kort analys av överspänningsrelaterade fel i inverterens spänningsdetekteringskrets.

Inverteröverspänning hänvisar vanligtvis till att DC-busspänningen överskrider ett säkert tröskelvärde, vilket utgör en risk för interna komponenter och leder till en skyddande avstängning. Under normala förhållanden är DC-busspänningen det genomsnittliga värdet efter trefasig fullvågräctifiering och filtrering. För en 380V AC-ingång är den teoretiska DC-busspänningen:
Ud = 380V × 1,414 ≈ 537V.

Under en överspänningshändelse laddas den huvudsakliga DC-busskapacitatorn och lagrar energi, vilket gör att busspänningen stiger. När spänningen närmar sig kapacitatorns nominalspänning (omkring 800V) aktiverar invertern överspänningskydd och stänger av. Om detta inte görs kan prestandan försämras eller permanent skada uppstå. Generellt sett kan inverteröverspänning tillskrivas två huvudsakliga orsaker: elnätproblem och lastrelaterad återkoppling.

1. För hög ingångsspänning från AC

Om ingångsspänningen från AC överskrider det tillåtna området på grund av nätspänningstoppar, transformerfel, defekta kablar eller överspänning från dieseldrivna generatorer, kan överspänning uppstå. I sådana fall rekommenderas att avbryta strömförsörjningen, undersöka och rätta felet, och endast starta om invertern när ingångsspänningen återgår till normalt.

2. Återvinning av energi från lasten

Detta är vanligt vid höginertialaster, där motorernas synkronhastighet överskrider den faktiska utdatahastigheten från invertern. Motorn fungerar då i generatorläge, matar elektrisk energi tillbaka till invertern och gör att DC-busspänningen stiger över säkra gränser, vilket resulterar i ett överspänningsfel. Detta problem kan hanteras genom följande åtgärder:

(1) Förlänga decelerationstiden

Överspänning i system med hög inertie uppstår ofta på grund av för korta decelerationsinställningar. Under snabb deacceleration håller mekanisk inertie motorn igång, vilket gör att dess synkronhastighet överskrider inverterns utdatafrekvens. Detta driver motorn i regenerativt läge. Genom att förlänga decelerationstiden minskar invertern sin utdatafrekvens mer gradvis, vilket garanterar att motorernas synkronhastighet hålls under inverterns utdatahastighet, vilket förhindrar regenerering.

(2) Aktivera överspänningsstoppningsförebyggande (Överspänningsstoppningsinhibition)

Eftersom överspänning ofta uppstår på grund av för snabb frekvensminskning övervakar denna funktion DC-busspänningen. Om spänningen stiger till ett förinställt tröskelvärde saktar invertern automatiskt ner frekvensminskningen, vilket upprätthåller utdatahastigheten över motorernas synkronhastighet för att förhindra regenerering.

(3) Använd dynamisk broms (Resistorbroms)

Aktivera dynamisk bromsfunktion för att dissipera överflödig regenererad energi genom en bromsresistor. Detta förhindrar att DC-busspänningen stiger över säkra nivåer.

(4) Ytterligare lösningar

• Installera en regenerativ återkopplingsenhet för att returnera överflödig energi till elnätet.

• Använd en gemensam DC-busskonfiguration, anslut DC-bussarna av två eller flera inverter parallellt. Överflödig energi från en regenererande inverter kan sedan absorberas av andra inverter som driver motorer i motorläge, vilket bidrar till att stabilisera DC-busspänningen.