Protezione da sovracorrente e cortocircuito IGBT nei motori industriali
Abstract: la tendenza generale del mercato per i motori industriali è la crescente domanda di maggiore efficienza, affidabilità e stabilità. I produttori di dispositivi a semiconduttore di potenza continuano a cercare innovazioni nelle perdite di conduzione e nei tempi di commutazione. Alcuni compromessi per aumentare la perdita di conduzione dei transistori bipolari a gate isolati (IGBT) sono: maggiori livelli di corrente di cortocircuito, dimensioni dei chip più piccole e minore capacità termica e tempi di tenuta ai cortocircuiti. Ciò evidenzia l'importanza dei circuiti di gate driver e il rilevamento e la protezione da sovracorrente. Questo documento discute l'implementazione efficace e affidabile della protezione da cortocircuito nei moderni azionamenti di motori industriali.
Cortocircuito in ambiente industriale
Gli azionamenti dei motori industriali hanno un ambiente operativo relativamente rigido e possono presentare temperature elevate, transitori di linea CA, sovraccarichi meccanici, errori di cablaggio e altre condizioni impreviste. Alcuni di questi eventi possono causare grandi sovracorrenti nel circuito di potenza del motore. La figura 1 mostra tre eventi tipici di cortocircuito.
tra loro:
1. È l'inverter direttamente attraverso. Ciò potrebbe essere causato dall'accensione errata di due IGBT di uno dei bracci dell'inverter, che potrebbero essere dovuti a interferenze elettromagnetiche o al guasto del controller. Può anche essere causato da una delle usure / anomalie IGBT sul braccio, mentre il normale IGBT rimane acceso.
2. È un cortocircuito di fase relativa. Ciò può essere causato da un'interruzione delle prestazioni, da temperature eccessive o da un evento di sovratensione che provoca una rottura dell'isolamento tra gli avvolgimenti del motore.
3. È un corto circuito a terra. Ciò può anche essere causato da un'interruzione delle prestazioni, da temperature eccessive o da un evento di sovratensione che provoca una rottura dell'isolamento tra gli avvolgimenti del motore e la carcassa del motore. In generale, il motore può assorbire correnti molto elevate per un periodo di tempo relativamente lungo (da un millisecondo al secondo, a seconda delle dimensioni e del tipo del motore); tuttavia, l'IGBT, la parte principale dello stadio inverter a motore industriale, viene cortocircuitato. Il tempo di resistenza è nell'ordine dei microsecondi.
