随着工业自动化的发展,变频器被广泛应用于许多电机驱动和电能调节系统中。由于变频器中包含的IC节拍快、噪声大、体积小,因此在电路中变频器需要有保护措施。
在控制电机的过程中,因变频器输出线路的感应电抗或电容作用,可能产生反向电压,进而导致电路中其他部分的电压过高,这时就需要采用过电压保护措施。常用的保护措施有三种,即不回馈保护、TVR保护、ZNR保护。其中,TVR(瞬时电压抑制二极管)和ZNR(稳压二极管)是最常用的过电压保护器件。
TVR和ZNR一般被连接在变频器输出电路和电源电路之间,将超过正常工作范围的电压级别限制在额定电压范围内。
在变频器的工作中,由于反馈电路、变频输入端、交流输出端等许多元器件都可能发生异常,导致整个电路中电流过高。因此在电路中需要设置过电流保护,以防止因电路中连续输出过大负载带来的危险。
过电流保护可以是软启动电路、继电器保护、电机保护、熔丝保护等。软启动电路可以起到缓慢升流的作用,减少因大电流造成的损坏;继电器保护可以在电子元件的电路中添加保护组件,当电流过载时会使保护中断;而电机保护则是在短路或堵转情况下,将电机保护回路切断电机电源,从而使电机不受损坏。
由于变频器在工作时存在一定的功率损耗,因此会产生一定的热量。如果热量积聚过多,会导致元器件损坏,如晶体管的漏电增大,继电器连接送线端烧焦等。另外,一些电力电子器件还有可能因为高温下不能正常工作,因此需要在电路中进行过热保护。
通常的过热保护措施有三种:内部过热保护、外部过热保护以及过负荷保护。内部过热保护主要是通过内部传感器检测温度,一旦温度超出设定值,控制电路就会发送信号,触发保护程序;外部过热保护也类似,只是对热源于被保护器件之间进行测量;而过负荷保护则是检测变频器输出电机负载情况,在负载过重时会自动保护。