Frekans dönüştürücünün enerji geri besleme ünitesinin tedarikçisi, frekans dönüştürücünün koruma fonksiyonu söz konusu olduğunda, bunun elbette frekans dönüştürücüde meydana gelen bir tür arıza korumasıyla ilgili olduğunu hatırlatıyor. Pratik uygulamalarda ise genellikle hat koruması, frekans dönüştürücü öz koruması, motor koruması, mekanik yük koruması vb. gibi frekans dönüştürücüyü de içeren iletim sisteminin koruma fonksiyonuna atıfta bulunulur.
Frekans dönüştürücünün içindeki entegre koruma cihazı
(1) Motor aşırı yük koruması
Elektrik motoru termal aşırı yüklenmesinin temel özelliği, gerçek sıcaklık artışının nominal sıcaklık artışını aşmasıdır. Bu nedenle, elektrik motorları için aşırı yük korumasının amacı, motorların normal şekilde çalışmasını ve aşırı ısınmadan dolayı yanmamasını sağlamaktır.
Bir elektrik motoru çalışırken, kaybettiği güç (çoğunlukla bakır kaybı) ısı enerjisine dönüşür ve bu da motorun sıcaklığının yükselmesine neden olur. Bir elektrik motorunun ısınma süreci, termal denge geçiş sürecine aittir ve temel yasası, üstel eğrinin yükselmesi (veya düşmesi) yasasına benzer. Fiziksel önemi, elektrik motorunun sıcaklığı arttıkça, çevreye ısı yayması gerektiği gerçeğinde yatmaktadır. Sıcaklık artışı ne kadar büyükse, ısı dağılımı o kadar hızlı olur. Bu nedenle, sıcaklık artışı doğrusal olarak artmaz, aksine yükselirken yavaşlar; motor tarafından üretilen ısı, dağılan ısıyla dengelendiğinde, bu andaki sıcaklık artışı nominal sıcaklık artışıdır.
Asenkron motorlar için üretim standartları, izin verilen maksimum sıcaklık artışına göre farklı tipte seviyeler tanımlar: Sınıf A 105 ℃, Sınıf E 120 ℃, Sınıf B 130 ℃, Sınıf F 155 ℃ ve Sınıf H 180 ℃.
Motor termal aşırı yükü, motor şaftına aşırı mekanik yük bindirilmesi anlamına gelir ve bu da motorun çalışma akımının nominal değeri aşmasına ve dolayısıyla nominal değeri de aşan bir sıcaklık artışına neden olur. Motor aşırı yükünün temel özellikleri şunlardır:
① Akımdaki artış önemli değildir. Çünkü elektrik motorlarının seçiminde ve tasarımında, yükün maksimum çalışma akımı genellikle tamamen dikkate alınır ve tasarım, motorun maksimum sıcaklık artışına dayanır. Bazı değişken yükler ve aralıklı yükler için kısa süreli aşırı yüke izin verilir. Bu nedenle, normal koşullar altında aşırı yük akımının genliği çok büyük değildir.
② Genel olarak, akımın di/dt değişim hızı küçüktür ve yavaşça artar.
(2) Frekans dönüştürücünün çıkış ucunda kısa devre koruması
Frekans konvertörünün çıkış ucunda (motor terminali veya frekans konvertörü ile motor arasındaki hat) faz-faz kısa devre olması durumunda, frekans konvertörü kısa devre hatasını algılayacak ve frekans konvertörünün ve motor ekipmanlarının güvenliğini sağlamak için birkaç milisaniye içinde devreyi kesecektir.
(3) Diğer koruyucu cihazlar
① Elektronik bileşen aşırı ısınma koruması: Sıcaklık ayarlanan eşiği aşarsa, ısı dağıtım cihazına yerleştirilen sensör frekans dönüştürücünün çalışmasını durdurarak aşırı ısınmadan kaynaklanan elektronik bileşenlere gelebilecek hasarı önler.
② Anlık hat gerilimi düşümü koruması: Bu koruma fonksiyonu, kontrol devrelerinde ve motorlarda arızaları önleyebildiği gibi, hat geriliminin toparlanmasından kaynaklanan aşırı akımı da önleyebilir.
③ Güç besleme hatları için aşırı gerilim koruması: Bu koruma fonksiyonu, bileşenlere gelebilecek hasarı önler.
④ Faz kaybı koruması: Faz kaybı, akımda önemli bir artışa neden olur.
(4) Entegre koruma cihazının çalışması
Arıza durumunda yukarıdaki koruma tertibatı frekans konvertörünü durdurarak motorun serbestçe durmasını sağlar ve dahili entegre röle ile güç kesilir.