变频驱动器(VFD)和IGBT逆变器过压保护方案

众所周知，在所有工业控制系统中，变频驱动器(VFD)和IGBT逆变器通常安装在电动机的前端，以调节速度并节省能源。根据不同的输入电压要求，逆变器通常分为低压(110V、220V、380V等)、中压(690V、1140V、2300V等)或高压(3KV、3.3KV、6KV、6.6KV、10KV等)。

由于变频驱动器(VFD)和逆变器是提供电源的关键组件，为此它们的性能和可靠性对于不间断电源来说是至关重要的。接下来，电路保护元器件厂家东沃电子DOWOSEMI要介绍的是在恶劣条件下，如何确保变频驱动器(VFD)和逆变器的可靠性？东沃电子资深技术团队设计的变频驱动器（VFD）和 IGBT逆变器过压保护方案，如下图所示：

从东沃变频驱动器（VFD）和 IGBT逆变器过压保护方案图中可知，橙色方框用于交流线路熔断器，提供过流或短路保护。蓝色方框用于防止雷电或电源谐波电压中断的金属氧化物压敏电阻MOV，压敏电阻由于其高功率性能而被广泛用高压交流电路。压敏电阻额定值怎么选取选用选型呢？这将取决于浪涌电流的预期水平和所涉及的交流线路电路拓扑。

如果按照图中所示，连接AC 380V电源，为了满足3KA，8 / 20µs的雷电浪涌要求，可以选用三个20D391K压敏电阻用于线对线(差模)保护，单个压敏电阻可用于线对地（共模）保护，三个压敏电阻以星形连接并与另一个陶瓷气体放电管2R600A(I)-N分开将增强线到线和线到地保护。当然，压敏电阻选型时，还必须考虑钳位电压。对于这种情况，当两个20D391K压敏电阻串联连接以提供差动保护时，它们产生的钳位电压约为1400V。对于整流二极管、电容器和绝缘栅双极晶体管IGBT，额定电压应大于此值，以便为整个系统提供足够的电压保护。

有时，为整个系统提供电压保护是非常吃力的，尤其是对于600V或更高的高功率线路电压应用而言。对于这种情况，东沃电子建议使用大功率TVS二极管。由于TVS二极管具有精确的低钳位电压能力，能够为整流二极管，电容器和绝缘栅双极晶体管IGBT提供差模保护。

上图中的红色方框显示，东沃电子技术选用了2个KA380 蓝宝宝TVS二极管，以在最大3KA，8 / 20µs的浪涌电流期间提供差模保护。东沃电子推出的KA380是一款双向大功率TVS二极管，额定值为3KA(8 / 20µs)，断态电压为380V。两个KA380蓝宝宝 TVS二极管的最大钳位电压为1040V，远远低于压敏电阻MOV的最大钳位电压。

由此可知，东沃变频驱动器（VFD）和 IGBT逆变器过压保护方案中选用的电路保护元器件，能够为6单元绝缘栅双极晶体管IGBT提供了出色的浪涌保护，将电路保持在正常工作条件下。同时，选用TVS二极管可为设计工程师在选择整流二极管和绝缘栅双极晶体管IGBT时提供更大的灵活性。

关于东沃变频驱动器（VFD）和 IGBT逆变器过压保护方案中选用的压敏电阻20D391K、陶瓷气体放电管2R600A(I)-N和大功率TVS二极管KA380，东沃电子已全面量产、稳定可靠、交期迅速、价格美丽，欢迎广大新老客户前来咨询！

审核编辑：汤梓红