儀器儀表商情網(wǎng)訊：通常，在電機驅(qū)動應(yīng)用中需要很多不同類型的保護，包括保護功率晶體管、電機或系統(tǒng)的任何部件。變頻器的電流保護是其中至關(guān)重要的一項。它不僅能預(yù)防對功率晶體管的任何潛在損壞，而且在發(fā)生故障或控制變得不穩(wěn)定時能預(yù)防電機消磁。過流保護(OCP) 和短路保護(SCP)常常互換使用，但兩者還是存在差別，我們將在本文中探討。

OCP和SCP的差別

簡單來說，短路保護是過電流保護的一部分。圖1表示不同電流保護之間的關(guān)系。 接地故障保護、臂短保護和相間短保護都屬于短路保護。

圖1. 過流保護與短路保護比較

圖2表示不同的短路模式和電流路徑。如圖2(a)所示，當(dāng)電機繞組短接至電機殼體（通常接地）時，或者當(dāng)電機電纜短接至接地時，則發(fā)生接地故障。圖2(b)表示橋臂短路，指高側(cè)IGBT和低側(cè)IGBT同時意外導(dǎo)通并產(chǎn)生極高電流的情況。圖2(c)表示相間短路，當(dāng)不同相間的電機繞組短路時發(fā)生。所有三個示例中，電流幅度因電流路徑（包括IGBT本身的）阻抗而受限。

圖2. 短路電流路徑

如何設(shè)置OCP點？

無論面對什么類型的過流情況，如何設(shè)置保護電流大小都很關(guān)鍵。要解決這一問題，首先應(yīng)識別系統(tǒng)中最脆弱的部件。在大多數(shù)情況下，IGBT將早于續(xù)流二極管受損，因為，當(dāng)變頻器將功率傳遞至電機時，更容易發(fā)生過流情況。那么，是否應(yīng)該將OCP跳變值設(shè)為IGBT能夠處理的最大電流？ 這取決于系統(tǒng)采用的控制方法。在伏特/赫茲控制中（廣泛用于感應(yīng)電機應(yīng)用），啟動時的電流值無法精確預(yù)測。另一方面，如果采用磁場定向控制這樣的電流控制方法，則特定應(yīng)用中電機的最大電流值是眾所周知的。如圖3所示，為此值添加一些裕量將成為OCP觸發(fā)大小的良好參考點。例如，帶FOC的電冰箱使用的永磁電機，其額定電流為1A rms，但是，在初始啟動冷卻期間，可承受120%的過載達10分鐘。此情況下，最大峰值電流為1 A rms * 120% * Sqrt(2) = 1.7 A峰值?？紤]電流控制過沖裕量，可選擇+/- 2 A作為控制中的電流反饋范圍。接著可將2.5 A設(shè)為OCP跳變點。即使在變頻器電路中采用飽和電流為30 A的5 A IGBT，電流跳變點也不需要設(shè)為10 A或更高。高電流跳變點可能造成電機消磁。如果有固定時間的過載能力，可執(zhí)行I2T保護來補充OCP。

圖3. OCP點與其它電流大小的關(guān)系

采用哪種保護方法？