短路保護(hù)是連接在電源和負(fù)載之間的器件的一種功能，當(dāng)負(fù)載側(cè)短路時(shí)，可以有效地將短路點(diǎn)從電源上斷開(kāi)。一個(gè)器件具有短路保護(hù)功能，就必須具有一定的短路分?jǐn)嗄芰?；而一個(gè)具有短路分?jǐn)嗄芰Φ钠骷鸵馕吨哂卸搪繁Ｗo(hù)功能。
以常用的空氣開(kāi)關(guān)為例。當(dāng)短路電流大于空氣開(kāi)關(guān)的短路分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，空氣開(kāi)關(guān)肯定已經(jīng)啟動(dòng)了保護(hù)，但其容量太小，分?jǐn)嗖涣硕搪冯娏鳎罱K會(huì)損壞。為什么它的分?jǐn)嗄芰π∮趯?shí)際短路電流？一個(gè)是空氣開(kāi)關(guān)的選擇，一個(gè)是電網(wǎng)的容量，因?yàn)殡娐分械亩搪冯娏魇强梢愿鶕?jù)電路參數(shù)計(jì)算出來(lái)的，與電源容量和線路阻抗有關(guān)，也就是設(shè)計(jì)選型要考慮的。
因?yàn)樽冾l器（Variable-frequency Drive：以下簡(jiǎn)稱(chēng)VFD）在短路后就會(huì)直接損壞，所以沒(méi)有短路保護(hù)功能。損壞了，說(shuō)明系統(tǒng)中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題。
VFD的輸出側(cè)沒(méi)有短路保護(hù)，因?yàn)閂FD的輸出功率器件目前都是IGBT功率模塊。當(dāng)VFD或負(fù)載輸出短路時(shí)，IGBT本身具有抗短路功能，鎖定不輸出電流。保護(hù)功率器件免受短路電流損壞。反之，如果加了短路保護(hù)，VFD的輸出就有了問(wèn)題。首先，短路電流很快。如果IGBT不能自鎖，它將在保護(hù)自己之前完蛋。加保護(hù)也沒(méi)用，因?yàn)樘炝送２幌聛?lái)。其次，*重要的是，IGBT工作時(shí)，負(fù)載一定不能打開(kāi)，否則IGBT會(huì)因?yàn)閐v/dt高而擊穿。
正因?yàn)槿绱?，IGBT可以自己抵抗短路。也就是說(shuō)，它不怕負(fù)載短路。如果VFD的輸出功率器件炸了，不是短路本身造成的?？隙ㄟ€有其他原因，比如工作時(shí)負(fù)載突然開(kāi)路或者過(guò)載(IGBT怕過(guò)載短路)。
一是VFD工作時(shí)，負(fù)載突然斷開(kāi)(開(kāi)路)，此時(shí)模塊被炸。這一切都是因?yàn)榇藭r(shí)dv/dt過(guò)高(尤其是負(fù)載較重時(shí))。這時(shí)候線路的狀態(tài)就像帶負(fù)載*的熔刀開(kāi)關(guān)。雖然VFD的輸出功率模塊具有RC阻容吸收功能，但是過(guò)高的動(dòng)態(tài)電壓并不能阻止IGBT擊穿。因此，轟炸模塊此時(shí)不討論。
先說(shuō)熱過(guò)載爆炸模塊，也就是VFD的輸出功率模塊，它的散熱和溫升功能都已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，包括散熱的截面，空氣的流量或者冷卻介質(zhì)的流量等等。如果超負(fù)荷指數(shù)運(yùn)行，時(shí)間越長(zhǎng)，管道積熱越重。如果溫升超過(guò)了允許溫度，就和把模塊炸了一樣。
記得早在20世紀(jì)90年代中后期，Xi安電力電子技術(shù)研究所曾經(jīng)就IGBT電力器件進(jìn)行過(guò)一次學(xué)術(shù)交流。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)IGBT處于研發(fā)階段，國(guó)外產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品尚未普及。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)SCR裝置已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種功率都有，但I(xiàn)GBT還沒(méi)有。我記得當(dāng)時(shí)一個(gè)工程師做演講時(shí)說(shuō)，他們做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，IGBT不怕短路。短路的時(shí)候沒(méi)有輸出，所以很快就關(guān)了。IGBT特別怕熱，散熱不好就容易炸。因此，我對(duì)那次交流活動(dòng)的內(nèi)容記憶深刻。我也知道IGBT的弱點(diǎn)是什么。
使用組件時(shí)，您應(yīng)該了解它們的脾氣和配置。只有這樣，你才能科學(xué)、合理、正確地選擇和配置自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，并使其安全可靠地工作。因此大多數(shù)變頻器廠家都知道，給VFD添加輸出加開(kāi)關(guān)或者保護(hù)功能都是畫(huà)蛇添足的，而且是帶負(fù)荷動(dòng)作，無(wú)疑會(huì)是致命的錯(cuò)誤；如果是“小馬拉大車(chē)”，偷工減料，想省點(diǎn)錢(qián)，也是幸運(yùn)的。潛在的危險(xiǎn)是存在的，而且非常嚴(yán)重。
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