3 電動モーター ドライブの障害イベントについて

電動モーター ドライブは、いくつかの電気的障害イベントの影響を受けやすくなっています。図 2 に示すように、隣接するパワー スイッチング トランジスタ 1 と 2 が誤って同時にオンになった場合に貫通電流障害が発生します。この障害は、電磁干渉、スイッチング トランジスタを制御するマイコンの誤動作、または単にスイッチング トランジスタの磨耗など、いくつかの理由で発生する可能性があります。この障害は DC リンク コンデンサを短絡させ、致命的な障害を引き起こし、過熱、火災、さらには爆発に至る可能性があります。したがって、貫通電流障害を検出し、パワー スイッチング トランジスタを非常に迅速にオフにするなどの是正措置を講じることが不可欠です。

図 3 に示すように、モーター ケーブル、モーター ケース、またはモーター巻線がグランドに短絡したときにグランド障害が発生します。このようなグランドへの短絡は、長時間にわたる温度または電圧のオーバーストレス条件によって生じる絶縁体の誘電体強度の低下が原因で発生する可能性があります。旧式のモーターやケーブルは、地絡事象の影響を受けやすく、人間のオペレータが感電のリスクにさらされる可能性があります。したがって、地絡が発生した場合、モーターの巻き戻しや交換など、検出と是正措置が必要になります。

図 4 に示すように、固定子の 2 つの相の 2 つの巻線の間に絶縁破壊が発生したときに、相間短絡障害が発生します。これらの相間短絡は、温度または電圧のオーバーストレス条件によって長時間にわたる絶縁体の誘電体強度の低下が原因で発生する可能性があります。この短絡が原因で、固定子の電流が大幅に増加し、出力段の IGBT が損傷する可能性があります。古いモーターとケーブルは、相間短絡の影響を受けやすくなります。地絡と同様、相間障害が発生した場合、モーターの巻き戻しや交換など、検出と是正措置が必要になります。

過電圧はいくつかの理由で発生します。遮断中のモーターから DC リンク レールへのバック インジェクション、AC 電源の異常な回路負荷の不十分なレギュレーション、配線エラー、絶縁障害などです。過電圧は、電圧過大ストレスや過剰な電流を引き起こす可能性があり、DC リンク コンデンサと IGBT の損傷、電気的絶縁の劣化、モーター ドライブ システムの損傷または寿命の短縮を招く可能性があります。貫通電流、地絡、相間短絡を中断または低減し、過渡的な過電圧状態を防止することにより、IGBT を流れる熱エネルギーを制限することが非常に重要です。