産業用モータードライブのIGBT過電流と短絡保護
要約：産業用モータドライブの全体的な市場動向は、高効率、信頼性、および安定性に対する需要の高まりです。 電力用半導体デバイス製造業者は、導通損失とスイッチング時間の突破口を模索し続けています。 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の伝導損失を増大させるためのいくつかのトレードオフは、より高い短絡電流レベル、より小さなチップサイズ、ならびにより低い熱容量および短絡耐性時間である。 これは、ゲートドライバ回路と過電流の検出と保護の重要性を浮き彫りにしています。 本稿では、現代の産業用モータドライブにおける短絡保護の成功した信頼性の高い実装について説明します。
産業環境における短絡
産業用モータドライブは比較的過酷な動作環境を持ち、高温、ACラインの過渡現象、機械的過負荷、配線エラー、その他の予期しない状態を経験する可能性があります。 これらの事象のいくつかは、モータ駆動装置の電力回路に大きな過電流を流れ込ませる可能性がある。 図1は、3つの典型的な短絡イベントを示しています。
その中で：
それはまっすぐにインバータです。 これは、一方のインバータアームの2つのIGBTを誤ってオンにしたことが原因である可能性があります。これは、電磁干渉またはコントローラの故障が原因である可能性があります。 通常のIGBTは切り替えられたままですが、アームのIGBTの磨耗/故障のいずれかが原因である可能性もあります。
2.相対位相短絡です。 これは、性能の低下、過度の温度、またはモータ巻線間の絶縁破壊を引き起こす過電圧イベントによって引き起こされる可能性があります。
それは地面への短絡です。 これはまた、性能の低下、過度の温度、またはモータ巻線とモータケーシングとの間の絶縁破壊を引き起こす過電圧事象によっても引き起こされ得る。 一般的に、モーターは比較的長い時間（モーターのサイズと種類によって異なりますが、ミリ秒から2秒）非常に大きな電流を吸収することがあります。 ただし、産業用電動インバータステージの主要部分であるIGBTは短絡しています。 耐用時間はマイクロ秒のオーダーです。
