[khach 33]

Функция DESAT срабатывает спустя 250 ns после того как напряжение подскочило уже до 90% от выходного.

Далее у этого драйвера еще задержка распространения более 200 ns

Все правильно. И если у нас после силового моста на каждой фазе стоят индуктивности или синусный LCR фильтр, то переходный процесс межфазного КЗ растягивается до 5-10 мкс в случае индуктивности без сердечника, а в случае фильтра может и 100 -200 мкс получится. Защита прекрасно успеет сработать. Конечно потом надо дать отдохнуть транзисторной структуре перед повторным включением. Хуже , когда фильтр был выбран без перегрузочного запаса и сердечники фильтра насытились в режиме КЗ - тогда может и не спасти. Поэтому и упомянул защитные индуктивности без сердечника- там проблем с насыщением индуктивности не бывает.

Конечно все это греется, занимает место и стоит денег. Поэтому во многих частотниках таких защитных элементов нет или идут как дополнительная опция.

 

 

 

[AlexandrY 3]

Все правильно. И если у нас после силового моста на каждой фазе стоят индуктивности или синусный LCR фильтр, то переходный процесс межфазного КЗ растягивается до...

100 ns это 10 МГц. Боюсь сглаживающие индуктивности даже не тестируют на таких частотах.

Обычный контактор даст пачку наносекундных импульсов которые пройдут эти индуктивности как нож сквозь масло.

Я проводил сертификацию частотников с фильтрами. Эти фильтры как мертвому припарки на полосе до 30 МГц.

[khach 33]

100 ns это 10 МГц. Боюсь сглаживающие индуктивности даже не тестируют на таких частотах.

Так при сглаживаюих индуктивностях хзарактерные частоты при КЗ 100 кГц и менее. А теория ВЧ фильтров хорошо описана в электроприводе высокоскоросных машин типа шпинделей высокооборотных. Там и особенности намоки с контролируемой собственной емкостью обмотки, и двухдроссельные фильтры, один на частоту ШИМ, второй на синусную частоту итд. Высокоскоростные приводы вообще бывают

неработоспособные при отсуттсвии дросселей из за крайне низкой собственной индуктивности обмоток и режим КЗ для них почти норма при запуске или динамическом останове для смены инструмента.

Конечно никикие индуктивности не спасут частотик если дядя слесарь уронет гаечный ключ на клеммы между IGBT и фильтром. Но вот уже от удара топором по кабелю между шкафом с частотником и мотором- бывает что и спасает.

[RustemKZN 0]

Спасибо за бурное обсуждение проблемы! Будем думать, если решим проблему, обязательно напишу как.

[somebody111 0]

100 ns

Во-первых, это реакция сигнальных цепей микры на насыщение без учёта времени на её измерение.Во-вторых, если бы это было реально время на срабатывание, то привод даже бы не включился, потому что српбптывала бы защита от ложняка непрерывно.Это числа далеко от реального на 2 порядка

[khach 33]

Во-первых, это реакция сигнальных цепей микры на насыщение без учёта времени на её измерение.

Никакого сложного процесса измерения там нет- обычный быстродействующий компаратор, с временем реакции 10 нс и менее, все остальное- задержка от неправильных срабатываний и собственно время реакции схемы драйвера. В древние времена, когда таких интегральных драйверов небыло, лепили на рассыпухе на LM311 компараторах.

Да купите вы драйвер с защитой по десатурации, любой IGBT промышленный модуль на 75-100а, зарядите емкостной источник до 50-75 вольт и устройте КЗ с обмером осциллографом. При таких напряжениях питания транзистор все равно не сгорит, зато получите полное представление о процессе.

 

 

[somebody111 0]

Повторяю вам в 3 раз-внимательно изучите как работает представленная микросхема при измерении Uкэ

Подсказка.Там уровень срабатывания 7.2В.Ни от чего она не защищает при таком пороге.Я общался с разработчиками texasa по этому поводу и они рекомендовали более совершенную версию.На самом деле-это тоже самое, но в даташите подробно расписан механизм измерения Uкэ и требования к измерительным цепям

Изменено 13 июля, 2017 пользователем somebody111

[khach 33]

Там уровень срабатывания 7.2В.Ни от чего она не защищает при таком пороге.

Как не зашишает? промышленные IGBT выдерживают 2 кратную и больше перегрузку по току при длине импульса 50 мкс однократную.

Ну вышел транзистор из насыщения, на нем 7.2 вольта падет. Срабатывает защита. За время срабатывания защиты ну хорошо если до 8 вольт доползет падение на транзисторе.

Внутренне сопротивление модуля в районе единиц-десятков миллиом, уже при 100А напряжение на выводах будет достаточно для срабатывания десат.

Вы реальный транзистор измеряйте, а не в даташитах параметры при КЗ ищите- там их действительно может не быть, особенно для старых серий.

Главное dI/dt ограничить конструктивно.

А какие "новые методы" вы имеете ввиду?

 

 

[somebody111 0]

Хорошо, вот Транзистор. Какой- там ток соответствует 7.2В? И если очень точно, то считать надо не ток, а энергию, которую кристал сможет отвести за время срабатывания этой защиты. Я даже расчёт приводить не хочу - 7.2В - это по вольт-амперной характеристике килоампер 6-7, в то время как в даташите указано предельное 2800.

Изменено 13 июля, 2017 пользователем somebody111

[khach 33]

Хорошо, вот Транзистор. Какой- там ток соответствует 7.2В?

Ну вы и выбрали,

Kurzschlußverhalten
SC data
VGE £ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC
5600
A

5600A перегрузки при импульсе короче 10 мкс.

Для такого транзистора я пас. Исследовать надо.

Семикрон для своих модулей пишет следующее.

 

The drivers that have the IGBT desaturation feature measure the current Vce voltage between the

collector and emitter of the IGBT, and then this value is compared with a reference voltage (Vref). This

reference is chosen so that Vce under this reference value can be considered as saturation voltage.

So far I understand how this feature works. But what happens in the instant when the IGBT

commutates to On-state (the so-called “gating time”, typically 10us)?

In the transition between off-state and saturation in on-state, Vce falls from a big voltage value to a

very small one (e.g. 3V). If we have e.g. a value of Vref = 6V, theoretically every time a commutation

takes place the desaturation monitoring should report a “desaturation error”.

How is this avoided in practice?

Answer

The key to the problem is a dynamic value of Vref.

At the very beginning of the turn-on, Vref can be e.g. 15V, and after that the value falls exponentially

until it stabilizes at e.g. 6V.

The falling speed of Vref can be controlled by an external capacitor CCE, which is connected in

parallel to a RCE resistor. It controls the blanking time which passes after turn-on of the IGBT before

the VCE monitoring is activated (so guaranteeing that always VCE < Vref during monitoring). This

makes an adaptation to any IGBT switching behaviour possible.

Note that the blanking time should not be too large, since otherwise the capability of reacting to a short

circuit will be reduced.

Т.е ставить границу срабатывания менее 6 вольт нельзя, и надо правильно подобрать задержку после начала включения ключа до начала реакции на десат, т.к напряжения могут быть и до 15 вольт на ключе.

Есть конечно проблема если при давно открытом ключе произойдет КЗ, но это маловероятное событие.

А так граница 7-9 вольт вполне приемлима, т.к КЗ будет обнаруживаться на еще не полностью открытом ключе.

Техас такие величины и ставит. Можно конечно и цифровое управление придумать опрным напряжением, но надо ли это?

 

 

[somebody111 0]

Обычный транзистор, на котором куча устройств сделана...

Вы просто не до конца понимаете, как работает измерение Vce у этой микры.Видите источник тока внутри микры?Он заряжает конденсатор до тех пор, пока на нем напряжение не совпадет с Vce минус падение на диоде и резисторе.Это и есть то числа, которое сравнивается с опорнымВыберите ёмкость, возьмите ток и посчитайте сколько это дело будет заряжаться.Ещё раз повторяю, я общался с разработчиками texasa и спрашивал почему так- потому что гладиолус, могли сделать больше, могли меньше.У них есть несколько серий с уставкой 9ВМогу даже больше сказать-там параллельно выходу надо вешать обратный диод, а тот, который в схеме стоит должен иметь ёмкость не более 10пФ.А эта RC цепочка должна быть в районе 1 мкс(ну не получается по другому, если начнете это проектировать серьёзно).250нс-это даже близко неправда

Изменено 13 июля, 2017 пользователем somebody111

[jeka 0]

Попробовал на досуге сделать раннюю защиту от КЗ. Вообще, не встречал таких решений, но мне очень нравится как работает.

Идея такая: ставим токовые трансформаторы на каждую фазу. К выходу токовых трансформаторов вешаем компаратор (со срабатыванием в обе стороны от нуля разумеется). Соответственно, компаратор срабатывает когда скорость нарастания тока выше критического уровня. Т.е. защита срабатывает не когда ток достигнет критического уровня, а когда скорость изменения тока выше критической.

Соответственно, резкие броски тока ловим токовыми трансформаторами, а обычное превышение тока контролируем на штатных датчиках тока.

При необходимости на фазы вешается дополнительная индуктивность (здесь надо не забыть про насыщение магнитопровода, в идеале воздушную катушку сделать), если ток слишком быстро нарастает и защита вовремя не успевает отработать.

[khach 33]

Соответственно, резкие броски тока ловим токовыми трансформаторами, а обычное превышение тока контролируем на штатных датчиках тока.

Идея понятна, непонятна реализация. Т.е трансформаторы тока включены как дифференцирующие, т.е выдают сигнал dI/dT а не напряжение пропорциональное току как обычные токовые трансформаторы? А как Вы этого добились? Потому что дополнительное звено дифференциатора внесет задержку и защита станет бесполезной.

 

 

[jeka 0]

Ну, ненагруженная вторичка любого трансфторматора будет выдавать напряжение, пропорциональное di/dt первички. Ибо di/dt первички это фактически напряжение на первичке. Пропорция напряжений между вторичкой и первичкой - это коэффициент трансформации.

 

Я неверно выразился, что видимо вызвало заблуждение. Это фактически трансформатор напряжения, но выглядит как трансформатор тока. В качестве первички у меня продетый фазный провод в кольцо с небольшой проницаемостью (50-200), а вторичка - витков 10-20 намотана на кольцо.

[khach 33]

Т.е трансформатор одновитковый по первичке, но не токовый, т.к нет низкоомной нагрузки. И как такой трансформатор реагирует на ШИМ силовых транзисторов, вернее на фронты ШИМа? Там же иголки будут такие, что любой компаратор с ума сойдет. Интересно было бы глянуть на осциллограммы в нормальном и аварийном режиме.

Датчики в таком включении встречал, но не в защитных цепях.

Например.

PS. https://www.eletimes.com/igbt-current-short...al-motor-drives реализован подобный способ защиты на AD7403. Хотя я и не понял, как им удалось получить скорость срабатывания защиты в 400 нс при использовании модулятора.