Là thành phần cốt lõi của thiết bị chuyển đổi điện tử công suất, biến tần sóng hình sin sửa đổi đối mặt với sự cố ngắn mạch là một trong những thách thức chính trong quá trình chuyển đổi DC thành AC. Sự cố ngắn mạch không chỉ gây hư hỏng vật lý nghiêm trọng cho bản thân biến tần mà còn có thể gây ra những ảnh hưởng không lường trước được đối với phụ tải được kết nối và toàn bộ hệ thống điện. Do đó, bộ biến tần sóng hình sin cải tiến thường được trang bị các biện pháp bảo vệ ngắn mạch có độ chính xác cao để đảm bảo nguồn điện có thể được cắt nhanh chóng và hiệu quả khi xảy ra sự cố ngắn mạch nhằm bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hỏng.
Nguyên lý hoạt động của bảo vệ ngắn mạch
Chìa khóa của cơ chế bảo vệ ngắn mạch là theo dõi sự thay đổi dòng điện ở đầu ra của biến tần trong thời gian thực. Khi phát hiện dòng điện cao bất thường, hệ thống sẽ nhanh chóng thực hiện các biện pháp bảo vệ tương ứng. Quá trình này thường dựa vào cảm biến dòng điện được tích hợp bên trong biến tần, có thể đo chính xác dòng điện đầu ra và đưa dữ liệu trở lại hệ thống điều khiển theo thời gian thực.
Khi hệ thống điều khiển phát hiện dòng điện đầu ra tăng mạnh và vượt quá ngưỡng bảo vệ ngắn mạch đặt trước, chương trình bảo vệ ngắn mạch sẽ được kích hoạt ngay lập tức. Chương trình bao gồm nhiều mức phản hồi, được thiết kế để nhanh chóng cắt nguồn điện nhằm ngăn dòng điện ngắn mạch làm hỏng biến tần và tải được kết nối của nó.
Phản ứng ban đầu của hệ thống điều khiển có thể là hạn chế cường độ dòng điện ngắn mạch bằng cách giảm công suất đầu ra hoặc điều chỉnh điện áp đầu ra. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, việc điều chỉnh này không đủ để loại bỏ hoàn toàn tác hại của dòng điện ngắn mạch. Vì vậy, hệ thống điều khiển thường thực hiện các biện pháp mang tính quyết định hơn như cắt ngay nguồn điện đầu ra của biến tần để cách ly hoàn toàn lỗi ngắn mạch.
Ngoài ra, biến tần sóng hình sin đã được sửa đổi cũng có thể được trang bị các cơ chế bảo vệ ngắn mạch ở cấp độ phần cứng, chẳng hạn như cầu chì nhanh hoặc bộ ngắt mạch. Các bộ phận này có thể nhanh chóng kết hợp hoặc ngắt kết nối khi phát hiện dòng điện ngắn mạch, từ đó cắt nguồn điện một cách hiệu quả và ngăn lỗi ngắn mạch lan rộng thêm.
Tầm quan trọng của việc bảo vệ ngắn mạch
Các biện pháp bảo vệ ngắn mạch đóng vai trò không thể thiếu trong các bộ biến tần sóng hình sin đã được sửa đổi. Đầu tiên, bảo vệ ngắn mạch có thể bảo vệ biến tần khỏi tác động của dòng điện ngắn mạch một cách hiệu quả. Dòng điện ngắn mạch thường vượt xa dòng định mức của biến tần. Nếu không cắt bỏ kịp thời có thể khiến các bộ phận bên trong bị cháy hoặc hư hỏng. Bằng cách thực hiện bảo vệ ngắn mạch, biến tần có thể nhanh chóng cắt nguồn điện khi xảy ra đoản mạch, từ đó tránh được những hậu quả thảm khốc tiềm ẩn.
Thứ hai, bảo vệ ngắn mạch cũng rất quan trọng đối với sự an toàn của tải được kết nối. Khi xảy ra đoản mạch, tải có thể phải chịu dòng điện tăng cao bất thường, điều này có thể gây hư hỏng cho tải hoặc suy giảm hiệu suất. Bằng cách nhanh chóng cắt nguồn điện, các biện pháp bảo vệ ngắn mạch có thể ngăn ngừa hiệu quả hư hỏng cho tải do dòng điện tăng vọt, từ đó đảm bảo cho tải hoạt động an toàn và ổn định.
