变频器的浪涌防护 - 洛阳东方发电设备有限公司企业论坛 - 中国自动化企业中心

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发表人：spsemi

发表时间：2015/1/9 17:05:00

本栏论题：

变频器的浪涌防护 [1338]

    随着变频高速技术的发展与综合利用，变频器行业在水泥、电梯、电力等现代化以及交通、运输、电力、电子、环保等领域得到空前的发展和应用，几乎国民经济各行各业都与变频器密不可分。
    但是变频器在使用中经常会遇到意外的电压瞬变和浪涌，从而导致变频器内部电子器件的损坏。据统计变频器控制部分的故障有75%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌无处不在，电网、雷击、爆破，就连人在地毯上行走都会产生上万伏的静电感应电压，这些，都是变频器控制端口和通信端口的隐形危害源。因此，为了提高变频器的可靠性就必须对电压瞬变和浪涌采取防护措施。
    根据变频器应用的工程实践，变频器受雷击可大致分为直击雷、感应雷和传导雷。但不论以哪一种形式到达设备雷电浪涌都可归纳为从外壳端口、信号线端口、电源端口、接地端口这4个部位侵入，因此需要对这些端口进行浪涌防护。
    对于外壳端口可以通过接地、屏蔽及等电位连接的方法进行防护；对于电源端口前两级采用通流容量大的保护器，例如压敏电阻加陶瓷气体放电管等，在变频器终端处则采用残压较低的保护器件，这部分的防护已比较成熟，具体方案在此不做赘述。
    对于信号线端口，涉及不同的界面，如RS232,RS485，CAN总线等。下面以CAN总线为例着重介绍一下方案，在变频器控制中CAN(控制器局域网)总线技术能够对各功率器件的各种数据进行实时采集,传输到监控中心,实现集中监控,同时通过历史数据实现数据分析处理和可追溯,并达到无人值守的目的,防止整个变频器系统崩溃。下图是瞬雷电子对CAN总线进行的浪涌防护：

    保护器件选型：GDT: 3SPC090F
    PPTC: MSM014
    SPT: SPT025SC
    防护等级：IEC61000-4-5: 10/700us LEVELX : 6KV
    防护原理：
    该电路前级保护采用气体放电管构成，该器件通流量大，可有效对大的浪涌能量进行吸收和泄放。中间采用自恢复保险丝,起到延时退偶的效果，后级采用我公司自主研发的浪涌静电硅抑制器保护电路，该器件相应速度快，残压低，容值小，对前级放电管的残压进行进一步的吸收和钳位，把残压降低到后端电路可承受的范围内。

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