Protection contre les courts-circuits dans les entraînements industriels
La tendance générale du marché des entraînements de moteurs industriels est la demande croissante en efficacité, fiabilité et stabilité. Les fabricants de dispositifs à semi-conducteurs de puissance continuent de rechercher des avancées dans les pertes de conduction et les temps de commutation. Certains compromis pour augmenter la perte de conduction des transistors bipolaires à porte isolée (IGBT) sont les suivants: niveaux de courant de court-circuit plus élevés, puces plus petites, capacité thermique moindre et durées de tenue en court-circuit. Cela souligne l’importance des circuits de commande de porte et de la détection et de la protection contre les surintensités. Cet article traite de la mise en œuvre réussie et fiable de la protection contre les courts-circuits dans les entraînements de moteurs industriels modernes.
Court-circuit en milieu industriel
Les moteurs industriels ont un environnement de fonctionnement relativement difficile et peuvent subir des températures élevées, des transitoires de ligne, des surcharges mécaniques, des erreurs de câblage et d’autres conditions imprévues. Certains de ces événements peuvent provoquer des surintensités importantes dans le circuit d'alimentation du variateur de vitesse. La figure 1 montre trois événements de court-circuit typiques.
parmi eux:
1 est l'inverseur à travers. Cela peut être dû à l'activation incorrecte de deux IGBT de l'un des bras de l'onduleur, ce qui peut être dû à des interférences électromagnétiques ou à une défaillance du contrôleur. Cela peut également être causé par l’une des usures / défauts du bras, alors que l’IGBT normal reste commuté.
2 est un court-circuit de phase relative. Cela peut être dû à une dégradation des performances, à une température excessive ou à une surtension entraînant une rupture de l’isolation entre les enroulements du moteur.
3 est un court-circuit ligne à terre. Cela peut également être dû à une dégradation des performances, à une température excessive ou à une surtension entraînant une défaillance de l'isolation entre les enroulements du moteur et le carter du moteur. En général, le moteur peut absorber des courants très élevés pendant une période relativement longue (millisecondes à secondes, selon la taille et le type du moteur); Cependant, l'IGBT, la partie principale de l'étage de l'onduleur entraîné par un moteur industriel, est court-circuitée. Le temps de tolérance est de l'ordre de quelques microsecondes.
Tenue aux courts-circuits IGBT
Le temps de tenue en court-circuit de l'IGBT est lié à sa transconductance ou gain et à la capacité thermique de la puce IGBT. Des gains plus élevés entraînent des courants de court-circuit plus élevés dans l'IGBT, il est donc clair que les IGBT à faible gain ont des niveaux de court-circuit plus bas. Cependant, des gains plus élevés entraînent également des pertes de conduction dans l’état plus faibles et des compromis doivent être faits. Le développement de la technologie IGBT contribue à l'augmentation des niveaux de courant de court-circuit, mais à la tendance à réduire le temps de maintien du court-circuit. En outre, les progrès technologiques ont permis de réduire la taille des puces, de réduire la taille des modules, mais de réduire la capacité calorifique, ce qui a entraîné une réduction supplémentaire des délais de tolérance.
De plus, il a une relation étroite avec la tension collecteur-émetteur IGBT, de sorte que la tendance parallèle de l'entraînement industriel tend à augmenter les niveaux de tension du bus continu réduit encore le temps de tenue en court-circuit. Dans le passé, cette plage de temps était de 10 µs, mais ces dernières années, la tendance a été de 5 µs 3 et, dans certaines conditions, de 1 µs.
En outre, le temps de résistance aux courts-circuits de différents appareils est également très différent. Il est donc généralement recommandé, pour les circuits de protection IGBT, de créer une marge supérieure au temps de résistance nominal aux courts-circuits.
Si vous voulez acheter une machine de traitement des aliments, veuillez faire attention au moteur du moulin à café.
