仪器仪表商情网讯：通常，在电机驱动应用中需要很多不同类型的保护，包括保护功率晶体管、电机或系统的任何部件。变频器的电流保护是其中至关重要的一项。它不仅能预防对功率晶体管的任何潜在损坏，而且在发生故障或控制变得不稳定时能预防电机消磁。过流保护(OCP) 和短路保护(SCP)常常互换使用，但两者还是存在差别，我们将在本文中探讨。
OCP和SCP的差别
简单来说，短路保护是过电流保护的一部分。图1表示不同电流保护之间的关系。 接地故障保护、臂短保护和相间短保护都属于短路保护。
图1. 过流保护与短路保护比较
图2表示不同的短路模式和电流路径。如图2(a)所示，当电机绕组短接至电机壳体（通常接地）时，或者当电机电缆短接至接地时，则发生接地故障。图2(b)表示桥臂短路，指高侧IGBT和低侧IGBT同时意外导通并产生极高电流的情况。图2(c)表示相间短路，当不同相间的电机绕组短路时发生。所有三个示例中，电流幅度因电流路径（包括IGBT本身的）阻抗而受限。
图2. 短路电流路径
如何设置OCP点？
无论面对什么类型的过流情况，如何设置保护电流大小都很关键。要解决这一问题，首先应识别系统中最脆弱的部件。在大多数情况下，IGBT将早于续流二极管受损，因为，当变频器将功率传递至电机时，更容易发生过流情况。那么，是否应该将OCP跳变值设为IGBT能够处理的最大电流？ 这取决于系统采用的控制方法。在伏特/赫兹控制中（广泛用于感应电机应用），启动时的电流值无法精确预测。另一方面，如果采用磁场定向控制这样的电流控制方法，则特定应用中电机的最大电流值是众所周知的。如图3所示，为此值添加一些裕量将成为OCP触发大小的良好参考点。例如，带FOC的电冰箱使用的永磁电机，其额定电流为1A rms，但是，在初始启动冷却期间，可承受120%的过载达10分钟。此情况下，最大峰值电流为1 A rms * 120% * Sqrt(2) = 1.7 A峰值。考虑电流控制过冲裕量，可选择+/- 2 A作为控制中的电流反馈范围。接着可将2.5 A设为OCP跳变点。即使在变频器电路中采用饱和电流为30 A的5 A IGBT，电流跳变点也不需要设为10 A或更高。高电流跳变点可能造成电机消磁。如果有固定时间的过载能力，可执行I2T保护来补充OCP。
图3. OCP点与其它电流大小的关系
采用哪种保护方法？
