3.2.5 Защита плавкими предохранителями

Для защиты силовых полупроводниковых преобразователей частоты средней и большой мощности при внешних и внутренних коротких замыканиях широкое применение нашли быстродействующие плавкие предохранители, которые являются дешевыми средствами защиты. Они состоят из контактных ножей и плавкой вставки из серебряной фольги, помещенной в закрытый фарфоровый патрон. Плавкая вставка имеет узкие калиброванные перешейки, которые снабжены радиаторами из хорошо проводящего тепло керамического материала, посредством которых тепло отводится к корпусу предохранителя.

Такие радиаторы служат также дугогасительными камерами с узкой щелью, что значительно улучшает гашение дуги, возникающей в области перешейка. Параллельно плавкой вставке установлен сигнальный патрон, блинкер которого сигнализирует о расплавлении плавкой вставки, и, воздействуя на микровыключатель, замыкает сигнальные контакты.

Для защиты выбранного преобразователя частоты применяются плавкие предохранители типа 3NA3824 с техническими данными, которые приведены в таблице 13.

Таблица 13 – Технические характеристики предохранителя типа 3NA3824.

Тип	3NA3824
Номинальное напряжение, В	500
Ток срабатывания, А	80
Категория применения	gL/gG ( защита линейных цепей от перегрузки и короткого замыкания )

Устанавливаем 3 плавких предохранителя типа 3NA3824 по 80 А на напряжение 500 В.

3.2.6 Выбор и расчет тормозного устройства

Проектируемый ПЧ-АД с ШИМ нереверсивный из-за неуправляемого выпрямителя.

Возможны схемные решения с использованием диодно­-тиристорного или реверсивного тиристорного выпрямителя, но в промышленных установках такие схемы применяются редко. Широкое применение нашла схема торможения с тормозным резистором.

Такой тормозной режим основывается на установке в звено постоянного тока модуля торможения, который преобразовывает избыточную электрическую энергию в тепловую. Модуль торможения представляет собой параллельный регулятор напряжения, принцип действия которого достаточно прост.

Если напряжение на конденсаторе превышает определенный уровень, открывается IGBT-транзистор модуля торможения и конденсатор разряжается через этот транзистор и сопротивление Rt. При этом электрическая энергия выделяется в виде тепла на сопротивлении. Транзистор модуля торможения работает в режиме широтно-импульсной модуляции, время открытого состояния транзистора определяется уровнем напряжения на конденсаторе, чем больше напряжение превышает максимально допустимое, тем больше время открытого состояния.

Необходимо рассчитать параметры модуля торможения.

В начале, произведем расчёт номинального значения и максимальную мощность резистора торможения. Его величину и необходимую мощность рассеивания рассчитаем по соотношению:

(3.16)

где - максимальная мощность возвращаемая в звено постоянного тока;

- максимальное напряжение в звене постоянного тока.

Величина сопротивления резистора торможения:

(3.17)

Ток, коммутируемый ключом (IGBT транзистором) торможения:

(3.18)

Внешние тормозные резисторы применяют для торможения механизмов с высоким моментом инерции или при генераторном режиме работы.

Внешний резистор подключается к звену постоянного тока посредством встроенного тормозного транзистора, когда напряжение звена постоянного тока превышает порог срабатывания.

Это защищает преобразователь от блокировки по причине перенапряжения в звене постоянного тока и, соответственно, от остановки привода.

Процесс торможения всегда находится под контролем, если используются тормозные резисторы.

В комплект выбранного ПЧ входит тормозной резистор фирмы Siemens типа 6SE6400-4BD21-2DA0.

В таблице 14 приведены технические данные по применяемому тормозному резистору фирмы Siemens типа 6SE6400-4BD21-2DA0.

Таблица 14 – Технические параметры тормозного резистора фирмы Siemens типа 6SE6400-4BD21-2DA0.

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальная мощность, кВт	1,2
Пиковая мощность, кВт	24
Номинальное напряжение, В	3 АС 380-480
Сопротивление, Ом	27
Степень защиты	IP 20
Вес, кг	≈ 7,4