變頻器的電氣制動(dòng)

1、下載可編輯變頻器的電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)概況眾所周知變頻器的電氣制動(dòng)方法有三種：能耗制動(dòng)，直流制動(dòng)，回饋（再生）制動(dòng)，其性能及特點(diǎn)如下所列：制動(dòng)方式 制動(dòng)力矩 能量去路 效果 經(jīng)濟(jì)性 適用功率 適用場(chǎng)合及特點(diǎn)能耗制動(dòng) 80%加強(qiáng)式達(dá) 130-350% 消耗電阻上發(fā)熱 浪費(fèi) 差 50KW 一般要求的制動(dòng)設(shè)備上制動(dòng)力矩不平衡有沖擊，有低速爬行可能直流制動(dòng) 80-100% 動(dòng)能變電能產(chǎn)生制動(dòng)力矩 浪費(fèi) 差 50-100KW 要求平穩(wěn)無(wú)沖擊，停車(chē)精確，例針織、縫紉、起重、提升機(jī)、啟動(dòng)前先停車(chē)，例大型風(fēng)機(jī)回饋（再生）制動(dòng) 80-150% 動(dòng)能變電能回饋電網(wǎng) 回收 好 >100KW 適用離心機(jī)、清洗機(jī)等尤

2、其高低速交叉 , 正反轉(zhuǎn)交替高速與低速差值很大，并可四象限運(yùn)轉(zhuǎn)I 、能耗制動(dòng)1、制動(dòng)概況從高速到低速（零速） -這時(shí)電氣的頻率變化很快，但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子帶著負(fù)載（生產(chǎn)機(jī)械）有較大的機(jī)械慣性，不可能很快的停止，這樣就產(chǎn)生反電勢(shì)E>U（端電壓）電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其產(chǎn)生反向電壓轉(zhuǎn)矩與原電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)矩相反，而使電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的制動(dòng)力矩，迫使轉(zhuǎn)子較快停下來(lái), 但由于通常變頻器是交直- 交主電力 ,AC/DC.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯整流電路是不可逆的 , 因此無(wú)法回饋到電網(wǎng)上去，結(jié)果造成主電路電容器二端電壓升高，稱(chēng)泵升電壓，當(dāng)超過(guò)設(shè)定上限值電壓700V 時(shí)，制動(dòng)回路導(dǎo)通，這就是制動(dòng)單元的工作過(guò)程，

3、制動(dòng)電阻流過(guò)電源，從而將動(dòng)能變熱能消耗 , 電壓隨之下降，待到設(shè)定下限值 (680V) 時(shí)即斷 .這種制動(dòng)方法屬不可控， 制動(dòng)力矩有波動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間是可人為設(shè)定的.2、技術(shù)性能制動(dòng)方式自動(dòng)電壓跟蹤方式反映時(shí)間 1ms 以下有多種噪聲電網(wǎng)電壓 300-460V ，45-66Hz動(dòng)作電壓 700V 直流，誤差 2V滯環(huán)電壓 20V制動(dòng)力巨通常 130% ,最大 150%保護(hù) 過(guò)熱，過(guò)電流，短路濾波器有噪聲濾波器防護(hù)等級(jí) IPOO3、制動(dòng)電阻計(jì)算方法 :制動(dòng)力矩制動(dòng)電阻92% R=780/電動(dòng)機(jī) KW100% R=700/電動(dòng)機(jī) KW110% R=650/電動(dòng)機(jī) KW120% R=600/電動(dòng)機(jī) KW

4、注：電阻值越小，制動(dòng)力矩越大，流過(guò)制動(dòng)單元的電流越大; 不.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯可以使制動(dòng)單元的工作電流大于其允許最大電流，否則要損壞器件;制動(dòng)時(shí)間可人為選擇; 小容量變頻器 ( 7.5KW)一般是內(nèi)接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的; 當(dāng)在快速制動(dòng)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí), 說(shuō)明電阻值過(guò)大來(lái)不及放電，應(yīng)減少電阻值.4、電阻功率計(jì)算方法 :制動(dòng)性質(zhì)電阻功率一般負(fù)荷 W(Kw)=電阻 KW10頻繁制動(dòng)（ 1 分鐘 5 次以上） W(Kw)=電阻 KW15長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)（每次4 分鐘以上） W(Kw)=電阻 KW205、制動(dòng)電路 :對(duì)低壓變頻器來(lái)說(shuō)其主電路模式幾乎是統(tǒng)一的電壓型，交- 直- 交電路，它由三相橋式整流，即

5、AC/DC，濾波電路的電容器C1 及 C2，制動(dòng)電路由晶體管T 及電阻 R8 和二級(jí)管 Z 組成的主控電路，三相式逆變 IGBT組成為 DC/AC，6、驅(qū)動(dòng)電路介紹A大功率 T：可用 GTR或 IGBT均可，其主要參數(shù)選擇如下?lián)舸╇妷?UCEO=1000V即可集電極最大電流 : 按正常電壓下，流經(jīng)RB 的電流二倍，即ICM2UD/R其它參數(shù)如放大倍數(shù)，開(kāi)關(guān)時(shí)間等軍無(wú)嚴(yán)格要求.B 驅(qū)動(dòng)電路可用集成電路組成亦為可用分立元件組成圖1，圖中VD5-VD8上的電壓將為GTR提供反向偏置，工作過(guò)程是，當(dāng)光藕VL.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯得到信號(hào)而導(dǎo)通時(shí)，則V1 導(dǎo)通且飽和， V2 隨即導(dǎo)通 V3 截止，

6、使 GTR導(dǎo)通，既有制動(dòng)電阻流經(jīng)RB，當(dāng) VL 失去信號(hào)而截止時(shí)， V1 截止，隨即 V2 截止， V3 導(dǎo)通， GTR因反向偏而截止，這樣多次反復(fù)將動(dòng)能變電能，消耗在制動(dòng)電阻 RB上，以發(fā)熱方式損耗 . C、工作信號(hào)的取出 :一般均取直流電壓作信號(hào)圖2。當(dāng) UD超過(guò)限值（如700V）時(shí)，比較器的輸出為“ +”，則光藕 VL 輸出信號(hào)電流，再推動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路, 實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)工作狀態(tài)，當(dāng)如 UD<(如 608V)下限值時(shí) , 比較器的輸出為“一”，則光藕 VL 輸出無(wú)電流，這時(shí)驅(qū)動(dòng)電路不工作，處于不制動(dòng)工作狀態(tài)D 、保護(hù)電路 - 電阻 RB的標(biāo)稱(chēng)功率比實(shí)際消耗的電功率小得多，因此電阻若通過(guò)電時(shí)

7、間過(guò)長(zhǎng)，必導(dǎo)致過(guò)熱損壞，所以要有熱保護(hù)，其方法有用熱繼電器，熱敏電阻，溫度開(kāi)關(guān)等.7 、主要應(yīng)用場(chǎng)合能耗制動(dòng)的不足，是在制動(dòng)過(guò)程中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能也在減少， 于是電動(dòng)機(jī)的再生能力和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也在減少， 所以在慣性較大的拖動(dòng)系統(tǒng)中， 常會(huì)出現(xiàn)在低速時(shí)停不住， 而產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象，從而影響停車(chē)時(shí)間的延長(zhǎng)或停位的準(zhǔn)確性 . 僅適用一般負(fù)載的停車(chē)，但有較大能量損耗，停位不準(zhǔn)確，然而電路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低.II 、直流制動(dòng)（又稱(chēng) DC制動(dòng)） :1 、直流制動(dòng)概況在步電動(dòng)機(jī)定子加直流電壓， 此時(shí)變頻器的輸出頻率為零， 這時(shí)定子產(chǎn)生靜止的恒定磁場(chǎng)， 轉(zhuǎn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)子切割此磁場(chǎng)產(chǎn)生制動(dòng)力矩， 迫使.

8、專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子較快的停止， 這樣電動(dòng)機(jī)存諸的動(dòng)能換成電能消耗于步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中 .2、主要應(yīng)用場(chǎng)合A、需要準(zhǔn)確停車(chē)的場(chǎng)合B、用語(yǔ)阻止起動(dòng)電動(dòng)機(jī)由于外因引起的不規(guī)則自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，例：風(fēng)機(jī)，由于風(fēng)管的撥風(fēng)造成壓差，而迫使風(fēng)葉的自由旋轉(zhuǎn)，甚至可能反轉(zhuǎn)，故起動(dòng)變頻器前， 先要保證拖動(dòng)系統(tǒng)從零速開(kāi)始起動(dòng)，即先實(shí)施直流制動(dòng)，到領(lǐng)速后方可起動(dòng)的條件，尤其對(duì)中大型風(fēng)機(jī)更為嚴(yán)重必要。3、直流制動(dòng)三個(gè)要素：A、 直流制動(dòng)電壓值，實(shí)質(zhì)是在設(shè)定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，顯然拖動(dòng)系統(tǒng)慣性越大， UDB值該相應(yīng)大些， 一般直流電壓在15-20%左右的變頻器額定輸出電壓約為60-80V，有的用制動(dòng)電流的百分值，

9、 當(dāng)然 <IN 額定值的，二者都可人為選擇的。B、 直流制動(dòng)時(shí)間 TDB, 即是向定子繞組通入直流電流的時(shí)間，它應(yīng)比實(shí)際需要的停機(jī)時(shí)間略長(zhǎng)一些，亦可人為選擇的。C、 直流制動(dòng)起始頻率fDB，當(dāng)變頻器的工作頻率下降到多大時(shí)開(kāi)始由能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)為直流制動(dòng)， 這與負(fù)載對(duì)制動(dòng)時(shí)間的要求有關(guān)，若并無(wú)嚴(yán)格要求情況下， fDB 盡可能設(shè)定得小一些，具體圖3。D、 制動(dòng)全過(guò)程中可把高速段采用能耗制動(dòng)，低速段采用直流制動(dòng)，二者配合使用，這樣既能快速成制動(dòng)，又可準(zhǔn)確停車(chē)，并防止低速爬行現(xiàn)象。4、定子繞組通入直流電流的方式：.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯一般有 A、定子三相繞組中通入直流電流圖 4，這時(shí) 6 個(gè) I

10、GBT 中只要三個(gè)處于工作狀態(tài)， 且這 3 個(gè)應(yīng)位于不同橋臂不同側(cè)。 即不能均為上管或下管， 其余 3 個(gè)一直處于關(guān)斷狀態(tài)。 觸發(fā)信號(hào)的占空比可以根據(jù)調(diào)制度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 B、定子二相繞組中通入直流電流圖 5，這時(shí)只有 2 個(gè)位于不同橋臂不同側(cè)的 IGBT 處于工作狀態(tài)，其余都有處于關(guān)斷狀態(tài)。不論上述何種電路都存在當(dāng)定子繞組中通入直流電電流的方向同定子原來(lái)的電流向相反，導(dǎo)致發(fā)生較大的第di/dt,這時(shí)可能產(chǎn)生沖擊電流，出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)跳閘現(xiàn)象， 解決方法是使通入前的電壓相位角要記下，通過(guò)軟件方法，使通入電流前、后的電流方向的一致，這是必須的。5、一般變頻器使用直流制動(dòng)后，當(dāng)工作完成即不再向定子繞組通直

11、流電就完事了，沒(méi)有去剩磁控制環(huán)節(jié)，但 2003 年西德引進(jìn)的高檔變頻器 Tiger Power TP2200 系列，有退去剩磁控制環(huán)節(jié)，以免在正常逆變器工作時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，因剩磁作用，產(chǎn)生不良的影響，這在國(guó)外是先例，國(guó)內(nèi)尚無(wú)的。、回饋（再生）制動(dòng)：1、 回饋制動(dòng)概況：當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大（100KW以上），設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)慣性GD2較大，且是反復(fù)短時(shí)連續(xù)工作制從高速到低速的降速幅度較大，且制動(dòng)時(shí)間亦較短，在這樣使用過(guò)程中，為減少制動(dòng)過(guò)程的能量損耗，將動(dòng)能變?yōu)殡娔芑仞伒诫娋W(wǎng)去，以達(dá)到節(jié)能功效，只要使用能量回饋制動(dòng)裝置就可。.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯2、回饋制動(dòng)條件：A、 電動(dòng)機(jī)從高速fH 到低速 fL

12、 減速過(guò)程時(shí)，頻率可突減，但因電動(dòng)機(jī)的機(jī)械慣性影響使轉(zhuǎn)差S<0，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，這時(shí)的反電勢(shì)E>U（端電壓）。B、 從電動(dòng)機(jī)在某一個(gè)fN 運(yùn)行 , 需要停車(chē)至 fN=0, 在這個(gè)過(guò)程電動(dòng)機(jī)同樣出現(xiàn)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài), 這進(jìn)反動(dòng)勢(shì) E>U端電壓 .C、位能 ( 或勢(shì)能 ) 負(fù)載 , 如起重機(jī)吊了重物下降時(shí) , 出現(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)速 n>n0 同步轉(zhuǎn)速 , 這時(shí)也出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài) , 當(dāng)然 E>U是必然的 .3、回饋制動(dòng)原理：眾所周知 , 一般通用變壓器其橋式整流電路是三相不可控的即AC/DC,因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)直流回路與電源間雙向能量傳遞, 一種最有效的辦法是采用有源逆變技術(shù)

13、見(jiàn)圖6,即將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率, 同相位的交流電回送電網(wǎng)見(jiàn)圖7, 從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng) , 從圖 7 可知它采用了電流追蹤型PWM整流器組成方式 , 這樣應(yīng)容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng), 且具有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度, 同時(shí)這樣的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)使得我們能夠完全能夠完全控制交流電側(cè)和直流側(cè)之間的無(wú)功和有功的交換, 且效率可高達(dá)97%,經(jīng)濟(jì)效益較大 , 熱損耗為能耗制動(dòng)的1%,現(xiàn)時(shí)不污染電網(wǎng) , 所以特別適用于需要頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合, 電動(dòng)機(jī)的功率亦較大, 這時(shí)節(jié)電效果明顯 , 按運(yùn)行的工況條件不同平均約有20%的省電效果 .4、技術(shù)性能 :制動(dòng)方式雙向自動(dòng)電壓跟蹤控制方式反應(yīng)時(shí)間 1ms 以下 , 有多重噪聲過(guò)濾.

14、專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯允許電網(wǎng)電壓 300-460VAC45-66Hz動(dòng)作電壓 700V DC誤差 2V滯環(huán)電壓 20V制動(dòng)力矩 150%回饋方式正弦波電流方式電流畸度 5%以下內(nèi)置電抗器有內(nèi)置噪聲濾波有設(shè)計(jì)工作制長(zhǎng)期保護(hù) 過(guò)熱 過(guò)電流短路防護(hù)等級(jí) IP005、回饋制動(dòng)特點(diǎn) :D、 可廣泛應(yīng)用于 PWM交流傳動(dòng)的能量回饋制動(dòng)場(chǎng)合的節(jié)能運(yùn)行需要.E、 回饋效率高可達(dá)97%,熱損小 , 僅為能耗制動(dòng)的1%.F、 功率因素 1.G、 高次諧波電流較小 , 對(duì)電網(wǎng)的污染較小 , 具有綠色環(huán)保的美稱(chēng) .H、 節(jié)省投資 , 易于控制電源側(cè)的諧波和無(wú)功分量.I 、 在多電機(jī)傳動(dòng)中 , 每一單機(jī)的再生能量

15、可以等到充分利用.J、 具有較大的節(jié)電效果 ( 與電動(dòng)機(jī)的功率大小 , 及運(yùn)行工況狀況等有關(guān)).6、主要應(yīng)用場(chǎng)合 :能量回饋裝置系統(tǒng)具有的優(yōu)越性, 遠(yuǎn)勝過(guò)能耗制動(dòng)和直流制動(dòng), 所以.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯近年來(lái)不少使用單位結(jié)合使用設(shè)備的特點(diǎn), 紛紛提出要求配備能量回饋裝置的要求 , 國(guó)外也僅有ABB、西門(mén)子、富士、安川、芬蘭Vacon等少數(shù)不多的公司能提供產(chǎn)品, 國(guó)內(nèi)幾乎空白 , 而深圳加能電子公司采用加拿大技術(shù) , 近年來(lái)生產(chǎn)的專(zhuān)門(mén)從事變頻制動(dòng)裝置制造各應(yīng)用,還有深圳英威騰電氣有限公司亦生產(chǎn)能耗制動(dòng)及回饋制動(dòng), 這樣為廣大用戶(hù)提供極大的使用方便, 具體用在以下行業(yè)的設(shè)備上, 在使用中更為迫切 . 例如”A、制藥廠內(nèi)的葡萄糖結(jié)晶用的高速分離機(jī).B、民用食糖 -砂糖結(jié)晶用的高速分離機(jī).C、涂料廠用的