变频器电流保护装置比较论文_杨冬雷

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摘要：随着工业自动化程度的不断提高，变频器得到了非常广泛的应用。由于变频器内IGBT的耐过流能力较差，必须为变频器配置短路保护装置。文章通过计算典型电气回路的短路电流，比较断路器和快速熔断器的性能，总结两种元件的作用及配置必要性。

关键词：变频器；短路保护；断路器；快速熔断器

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来改变电动机转速的电气设备。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率。IGBT具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，但由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差，耐过流量小，一旦出现意外就会使它损坏。

一、变频器过流保护的必要性

变频电动机在实际运行中易发生过载、短路故障。如果发生短路故障，电路中的电流幅值会发生极大改变，变化时间在20毫秒（一个周波）以内，虽然变频器中IGBT驱动电路中配置电流保护功能，但是经过电流检测-触发跳变电压-CPU发停车指令，会有一定延时。作为补充，变频器电气回路中还需要增加过流保护装置，特别是针对短路故障的保护装置。

二、保护装置的比较

目前行业中应用最广泛的短路保护功能装置主要有断路器和熔断器两种。

断路器可用来对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路。传统系统断路器带有热磁脱扣器，发生短路故障时脱扣时间一般在十几毫秒以上，配置电子脱扣器的断路器动作时间及灵敏度较高，其动作时间可以达到十毫秒级，最短分闸时间（瞬时短路保护）可低至数毫秒。图1为某知名品牌带电磁脱扣器断路器的脱扣曲线，图2为该品牌带电子脱扣器断路器的脱扣曲线。

三、结束语

根据示例中的电气回路配置具有代表性，在一般场合宜采用快速熔断器作为变频器的短路保护装置。考虑到应对各种过流故障，可用断路器与快速熔断器组合配置，断路器作为全保护发挥其可复位的优点，快速熔断器仅作为短路保护发挥其“快速特性”。电子脱扣断路器（瞬时短路保护I）需要与快速熔断器曲线相互配合，大于IGBT选型安全电流，补充熔断器反时限熔断时间大于断路器瞬时脱扣时间区域。

参考文献：

[1] 左占江，姜艳秋，贾清涛，牛迎丽. 短路电流计算[S]，《工业与民用供配电设计手册（第四版）》，2016年12月第四版

[2] 张福旺.变频器的选用及故障干扰处理[J]，《黑龙江科技信息》，2014年

论文作者:杨冬雷

论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期

论文发表时间:2020/4/30