วิธีการแก้ไขปัญหาแรงดันเกินในบัส DC ของอินเวอร์เตอร์

การวิเคราะห์ความผิดพลาดจากแรงดันเกินในวงจรตรวจจับแรงดันของอินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์เป็นส่วนประกอบหลักของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าสมัยใหม่ ทำให้สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์และปฏิบัติตามความต้องการในการทำงานได้หลากหลาย ในระหว่างการทำงานปกติ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบปลอดภัยและมั่นคง อินเวอร์เตอร์จะทำการตรวจสอบพารามิเตอร์การทำงานสำคัญอย่างต่อเนื่อง เช่น แรงดัน กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิ และความถี่ เพื่อรับประกันการทำงานของอุปกรณ์อย่างเหมาะสม บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์เบื้องต้นเกี่ยวกับความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับแรงดันเกินในวงจรตรวจจับแรงดันของอินเวอร์เตอร์

แรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์หมายถึงแรงดันบนบัส DC ที่เกินกว่าระดับที่ปลอดภัย มีความเสี่ยงต่อส่วนประกอบภายในและทำให้เกิดการป้องกันโดยการปิดระบบ ภายใต้ภาวะปกติ แรงดันบัส DC จะเป็นค่าเฉลี่ยหลังจากการแปลงไฟฟ้าแบบสามเฟสเต็มคลื่นและการกรอง สำหรับแรงดัน AC เข้า 380V แรงดันบัส DC ทางทฤษฎีคือ:
Ud = 380V × 1.414 ≈ 537V.

ในระหว่างเหตุการณ์แรงดันเกิน คาปาซิเตอร์บัส DC หลักจะชาร์จและเก็บพลังงาน ทำให้แรงดันบัสเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันเข้าใกล้แรงดันที่กำหนดของคาปาซิเตอร์ (ประมาณ 800V) อินเวอร์เตอร์จะเปิดใช้งานการป้องกันแรงดันเกินและปิดระบบ หากไม่ทำเช่นนั้นอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงหรือเกิดความเสียหายถาวร ทั่วไปแล้ว แรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์สามารถมาจากสาเหตุหลักสองประการ: ปัญหาจากแหล่งจ่ายไฟและป้อนกลับจากโหลด

1. แรงดัน AC เข้าสูงเกินไป

หากแรงดัน AC เข้าสูงเกินกว่าช่วงที่ยอมรับได้ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าในสายส่งกระโดด ความผิดปกติของหม้อแปลง สายไฟชำรุด หรือแรงดันเกินจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล อาจเกิดแรงดันเกินได้ ในกรณีนี้ควรตัดไฟ ตรวจสอบและแก้ไขปัญหา และเริ่มอินเวอร์เตอร์ใหม่เมื่อแรงดันเข้ากลับสู่ภาวะปกติ

2. พลังงานป้อนกลับจากโหลด

นี่เป็นเรื่องที่พบบ่อยในโหลดที่มีแรงเฉื่อยสูง เมื่อความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์สูงกว่าความเร็วที่อินเวอร์เตอร์ส่งออก มอเตอร์จะทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ป้อนพลังงานไฟฟ้ากลับเข้าสู่อินเวอร์เตอร์ ทำให้แรงดันบัส DC เพิ่มขึ้นเกินกว่าระดับที่ปลอดภัย ทำให้เกิดความผิดพลาดแรงดันเกิน ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยมาตรการต่อไปนี้:

(1) ขยายเวลาชะลอ

แรงดันเกินในระบบที่มีแรงเฉื่อยสูงมักเกิดจากเวลาชะลอที่สั้นเกินไป ในระหว่างการชะลออย่างรวดเร็ว แรงเฉื่อยทางกลทำให้มอเตอร์ยังคงหมุน ทำให้ความเร็วซิงโครนัสสูงกว่าความถี่ที่อินเวอร์เตอร์ส่งออก ทำให้มอเตอร์เข้าสู่โหมดป้อนกลับ ด้วยการขยายเวลาชะลอ อินเวอร์เตอร์จะลดความถี่ที่ส่งออกอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้ความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์อยู่ต่ำกว่าความเร็วที่ส่งออกของอินเวอร์เตอร์ ป้องกันการป้อนกลับ

(2) เปิดใช้งานการป้องกันการหยุดด้วยแรงดันเกิน (Overvoltage Stall Inhibition)

เนื่องจากแรงดันเกินมักเกิดจากความถี่ที่ลดลงอย่างรวดเร็ว ฟังก์ชันนี้จะตรวจสอบแรงดันบัส DC หากแรงดันเพิ่มขึ้นถึงค่าที่กำหนด อินเวอร์เตอร์จะชะลอความเร็วในการลดความถี่โดยอัตโนมัติ รักษาระดับความเร็วที่ส่งออกเหนือความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์ เพื่อป้องกันการป้อนกลับ

(3) ใช้การเบรกแบบไดนามิก (Resistor Braking)

เปิดใช้งานฟังก์ชันการเบรกแบบไดนามิกเพื่อกระจายพลังงานที่ป้อนกลับผ่านตัวต้านทานเบรก ป้องกันแรงดันบัส DC จากการเพิ่มขึ้นเกินกว่าระดับที่ปลอดภัย

(4) โซลูชันเพิ่มเติม

• ติดตั้งหน่วยป้อนกลับแบบรีเจเนราทีฟเพื่อส่งพลังงานที่เหลือกลับสู่ระบบไฟฟ้า

• ใช้การกำหนดค่าบัส DC ร่วม ต่อเชื่อมบัส DC ของอินเวอร์เตอร์สองตัวหรือมากกว่าขนานกัน พลังงานที่เหลือจากอินเวอร์เตอร์ที่กำลังป้อนกลับสามารถถูกดูดซับโดยอินเวอร์เตอร์อื่นที่ขับเคลื่อนมอเตอร์ในโหมดมอเตอร์ ช่วยให้แรงดันบัส DC มั่นคง