Proteção de curto-circuito nas unidades industriais de motor
A tendência global do mercado para unidades de motor industriais é as demandas sempre crescentes para maior eficiência e confiabilidade e estabilidade. Fabricantes de dispositivos semicondutores de potência continuam a procurar avanços nas perdas de condução e os tempos de comutação. Alguns trade-offs para aumentar a perda de condução do transistor bipolares de porta isolada (IGBTs) são: superior, níveis atuais, tamanhos menores da microplaqueta e menor capacidade térmica de curto-circuito e curto-circuito suportar vezes. Isso destaca a importância de circuitos de motorista do portão e detecção de sobrecorrente e proteção. Este artigo discute a implementação bem sucedida e confiável de proteção em unidades industriais modernas do motor de curto-circuito.
Curto-circuito em ambiente industrial
Movimentações do motor industriais tem um ambiente operacional relativamente duro e podem experimentar altas temperaturas transientes de linha AC, sobrecargas mecânicas, erros de fiação e outras condições inesperadas. Alguns desses eventos podem causar grandes sobrecorrentes fluir para o circuito de alimentação da unidade de motor. A Figura 1 mostra três eventos típicos de curto-circuito.
entre eles:
1 é o inversor através de. Isso pode ser causado por incorretamente ligar dois IGBTs de um dos braços do inversor, que podem ser devido à interferência eletromagnética ou falha de controlador. Ele também pode ser causado por um das desgaste IGBT/falhas no braço, enquanto o normal IGBT permanece ligado.
2 é um curto-circuito fase relativa. Isso pode ser causado por uma falha de desempenho, temperatura excessiva ou um evento de sobretensão que provoca uma quebra de isolamento entre os enrolamentos do motor.
3 é uma linha de fase para terra curto-circuito. Isso também pode ser causado por uma degradação de desempenho, temperatura excessiva ou um evento de sobretensão que provoca uma quebra de isolamento entre os enrolamentos do motor e a carcaça do motor. Em geral, o motor pode absorver correntes muito elevadas durante um período relativamente longo de tempo (milissegundos a segundos, dependendo do tamanho e tipo de motor); no entanto, o IGBT, a parte principal do estágio inversor industrial motorizado, é um curto-circuito. O tempo de tolerância é da ordem de microssegundos.
Curto-circuito IGBT capacidade de suportar
Curto-circuito no IGBT suportar tempo está relacionado com sua transcondutância ou ganho e a capacidade térmica do chip IGBT. Maior resultado de ganhos em curto-circuito superior correntes dentro do IGBT, então é claro que ganho inferior IGBTs tem baixa os níveis de curto-circuito. No entanto, maiores ganhos também resultam em perdas de condução em estado de baixa, e trade-offs básicos devem ser feitos. O desenvolvimento da tecnologia IGBT é contribuir para o aumento em níveis atuais de curto-circuito, mas a tendência para reduzir o curto-circuito suportar o tempo. Além disso, avanços na tecnologia têm levou para tamanhos menores de microplaqueta, reduzido o tamanho do módulo, mas reduziu a capacidade de calor, resultando em tempos de tolerância reduzido ainda mais.
Além disso, tem uma grande relação com a tensão de collector-emitter IGBT, portanto a tendência paralela da unidade industrial tende a níveis mais elevados de tensão de barramento DC reduz ainda mais o curto-circuito resistir a tempo. No passado, este intervalo de tempo foi 10 μs, mas nos últimos anos, a tendência tem sido na direção de 5 μs 3 e sob determinadas condições até 1 μs.
Além disso, o short-circuit suportar tempo de diferentes dispositivos também é bastante diferente, então para os circuitos de proteção do IGBT, geralmente recomenda-se construir uma margem mais do que o nominal curto-circuito resistir a tempo.
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