3 전기 모터 드라이브의 고장 이벤트 이해

전기 모터 드라이브는 여러 전기적 고장 이벤트에 취약합니다. 그림 2에서 보듯이 관통 오류는 인접 전원 스위칭 트랜지스터 1과 2를 실수로 동시에 켜는 경우 발생합니다. 이 오류는 전자기 간섭, 스위칭 트랜지스터를 제어하는 마이크로컨트롤러의 오작동, 간단히 마모된 스위칭 트랜지스터 등의 여러 가지 이유로 인해 발생할 수 있습니다. 이 고장은 DC 링크 콘덴서를 단락시키고 치명적인 고장을 일으켜 과도한 가열, 화재 또는 폭발의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 관통 고장을 감지하고 전원 스위칭 트랜지스터를 매우 빠르게 끄는 등의 시정 조치를 취해야 합니다.

그림 2 전기 모터 드라이브의 슛스루 고장.

그림 3에 나와 있는 것처럼 모터 케이블, 모터 케이스 또는 모터 권선이 접지 측에 단락될 때 접지 고장이 발생합니다. 이러한 접지 단락은 장시간 동안 온도 또는 전압의 오버스트레스 조건에 의해 발생하는 절연의 유전체 강도 저하로 인해 발생할 수 있습니다. 오래된 모터와 케이블은 접지 결함 이벤트에 더 취약하므로 작업자가 감전 위험에 처할 수 있습니다. 따라서 접지 고장에는 모터 재감기 또는 교체와 같은 감지 및 시정 조치가 필요합니다.

그림 3 전기 모터 드라이브의 접지 결함

그림 4에 나와 있는 것처럼 스테이터의 두 위상 권선 사이에 절연 고장이 발생할 경우 위상 간 단락 고장이 발생합니다. 이러한 위상 대 위상 단락은 장시간 동안 온도 또는 전압의 오버스트레스 조건에 의해 발생하는 절연의 유전체 강도 저하로 인해 발생할 수 있다. 이렇게 짧을 경우 스테이터 전류가 크게 증가하므로 전력계의 IGBT가 손상될 수 있습니다. 오래된 모터와 케이블은 위상 간 단락에 더 취약합니다. 접지 고장과 마찬가지로, 위상 간 고장에는 모터 재감기 또는 교체와 같은 감지 및 시정 조치가 필요합니다.

그림 4 전기 모터 드라이브의 위상 간 단락.

과열은 여러 가지 이유로 발생합니다. 브레이크 작동 중 모터에서 DC 링크 레일로 역주입, AC 전원 비정상 회로 부하의 조정 불량, 배선 오류 및 절연 오류 등 여러 가지 이유가 있습니다. 과전압으로 인해 전압 과스트레스와 과도한 전류가 발생하여 DC 링크 커패시터와 IGBT에 손상을 줄 수 있고, 전기 절연체가 손상되고, 모터 드라이브 시스템의 수명이 단축될 수 있습니다. 관통, 접지 고장 및 위상 간 단락을 중단하거나 줄이고 과도 과전압 상태를 방지하여 IGBT를 통해 열 에너지를 제한하는 것이 매우 중요합니다.