1. 最大过载电流
不同类型电力调整器的过载能力差异
晶闸管电力调整器:一般能够承受额定电流的 1.2 - 1.5 倍过载电流,持续时间较短,通常在几秒钟到几分钟不等。这是因为晶闸管本身具有一定的过载能力,其热容量允许在短时间内通过较大电流。例如,一个额定电流为 100A 的晶闸管电力调整器,可能能够承受 120 - 150A 的过载电流。
晶体管电力调整器(如 IGBT 型):过载能力相对较弱,通常为额定电流的 1.1 - 1.3 倍左右,持续时间更短,可能在几毫秒到几秒之间。这是由于晶体管的热稳定性和过流承受能力相对晶闸管较差。例如,额定电流为 50A 的 IGBT 电力调整器,最大过载电流可能在 55 - 65A 之间。
影响过载电流承受能力的因素
散热条件:良好的散热可以提高电力调整器对过载电流的承受能力。如果散热系统能够及时有效地将产生的热量散发出去,那么在过载情况下,功率器件的温度上升速度会减慢,从而可以承受稍长时间或稍大的过载电流。例如,采用高效的水冷散热系统的电力调整器,相比风冷系统的同类型设备,可能对过载电流的承受能力会提高 10% - 20%。
功率器件特性:电力调整器中的功率器件(晶闸管或晶体管)自身的特性决定了其过载能力。例如,功率器件的芯片尺寸、材料质量、内部结构等都会影响过载电流的承受限度。较大的芯片尺寸通常意味着更大的热容量,能够承受更高的过载电流。
2. 过载保护的触发机制
电流检测环节
电流互感器检测:在电力调整器的主电路中,通常会安装电流互感器来实时监测电流大小。电流互感器会根据主电路电流产生与之成比例的感应电流,将这个感应电流信号传输给控制电路。例如,当主电路电流超过设定的阈值时,电流互感器输出的信号强度会相应增加,触发后续的保护动作。
霍尔传感器检测:霍尔传感器也是常用的电流检测设备。它基于霍尔效应,能够直接测量电流大小并输出电压信号。当检测到的电流达到过载设定值时,霍尔传感器输出的电压信号会发送到保护电路。霍尔传感器具有精度高、响应快的特点,能够更准确地检测过载电流。
比较与判断逻辑
设定过载阈值:在电力调整器的控制电路中,会预先设定过载电流的阈值。这个阈值可以是固定值,也可以是根据电力调整器的额定电流、工作环境等因素动态调整的值。例如,对于额定电流为 100A 的电力调整器,过载阈值可以设定为 120A 或者根据实际情况在 110 - 130A 之间动态调整。
逻辑判断与触发:当检测到的电流信号超过设定的过载阈值时,控制电路中的比较器会输出触发信号。这个触发信号会启动过载保护动作,如切断电路或者调整电力调整器的输出,以避免设备因过载而损坏。例如,比较器输出高电平信号,使继电器动作,断开主电路,或者使电力调整器进入限流模式,降低输出电流。
保护动作类型
切断电路:这是一种比较直接的保护方式。当触发过载保护后,通过继电器、断路器等设备将主电路切断,停止电力供应,从而保护电力调整器和负载免受过大电流的损害。例如,在一些对过载非常敏感的应用场景中,如精密电子设备的供电系统,一旦检测到过载,会立即切断电路。
限流或降额输出:在某些情况下,不是直接切断电路,而是采取限流或者降额输出的方式。通过调整电力调整器的控制参数,如减小晶闸管的导通角或者降低晶体管的开关频率,使输出电流限制在一个安全范围内,或者降低输出功率。这种方式适用于一些对供电连续性有一定要求的负载,如不间断电源(UPS)系统。