變頻器制動電阻的作用

2021-07-30 13:37:24 字數 4869 閱讀 5271

當變頻器帶動的電機或其他感性負載在停機的時候,一般都是採用能耗制動的方式來實現的,就是把停止後電機的動能和線圈裡面的磁能都通過乙個別的耗能元件消耗掉,從而實現快速停車。當供電停止後,變頻器的逆變電路就反嚮導通,把這些剩餘電能反饋到變頻器的直流母線上來,直流母線上的電壓會因此而公升高,當公升高到一定值的時候,變頻器的制動電阻就投入執行,使這部分電能通過電阻發熱的方式消耗掉,同時維持直流母線上的電壓為乙個正常值。

我現在用的是乙個mm440的變頻器,外界了乙個制動電阻,我不知道設定那個引數可以切換到制動電阻制動,即制動電阻起作用! 問題補充:我是想知道設定那個引數,可以讓我的變頻器在需要時起作用。

還是預設的引數就可以啊?

要想使制動電阻工作,要滿足以下幾個條件: 1、直流制動沒有使能。p1230=0預設,p1233=0預設。

2、復合制動沒有使能。p1236=0預設。 3、動力制動必須使能。

也就是p1237>0。例如p1237=4(50%) 4、不使用最大直流電壓控制器,p1240=0或2。主要是減速出現過壓,首先最大電壓控制器工作,制動電阻還沒到門限,不會工作。

通過以上設定,(如果你是380v設定)制動電阻在預設直流電壓達到或超過605v時動作。

變頻器帶負載直接斷電對變頻器有什麼不良影響嗎?這樣的話是不是制動電阻就不起作用了。

原則上是沒有影響的。但如果頻繁的上電,電容的充電電阻就會頻繁的受到衝擊,網側整流如果結構是帶閘流體軟上電的問題就不大了。但不管什麼結構,上電的衝擊都是有的(主迴路,控制迴路等)。

第二個問題,有點複雜,要定量分析。有的變頻器是有網側電源判斷電路的,當網側電源斷電後,變頻器會開始自由停車(或並且給出報警訊號)。有的是根據直流總線電壓來推斷的,控制電壓也來自於直流匯流排,如果網側斷電前變頻器已經開始減速停車,且負載有足夠的轉動慣量,已經開始把能量回饋給變頻器,就會在斷電後仍然有足夠的直流總線電壓,控制電源仍然存在,制動迴路仍然會工作(適用再生制動,注意,直流制動是沒有能力回饋的),把負載的能力回饋到制動電阻上,當回饋的能量不足以保持直流總線電壓時,控制迴路掉電,變頻器進入自由停車狀態。

也就是說網側電源掉電後,變頻器仍然會保持制動力矩一段時間,前提是網側掉電前變頻器要進入減速停車狀態,而且要變頻器支援這一功能。

建議諮詢變頻器廠商,也可以自己試驗一下。

變頻器的制動方式

一、能耗制動

1、制動概況

從高速到低速(零速)----這時電氣的頻率變化很快,但電動機的轉子帶著負載(生產機械)有較大的機械慣性,不可能很快的停止,這樣就產生反電勢e>u(端電壓)電動機處於發電狀態,其產生反向電壓轉矩與原電動狀態轉矩相反,而使電動機具有較強的制動力矩,迫使轉子較快停下來,但由於通常變頻器是交—直---交主電力,ac/dc整流電路是不可逆的,因此無法回饋到電網上去,結果造成主電路電容器二端電壓公升高,稱幫浦公升電壓,當超過設定上限值電壓700v時,制動迴路導通,這就是制動單元的工作過程,制動電阻流過電源,從而將動能變熱能消耗,電壓隨之下降,待到設定下限值(680v)時即斷.這種制動方法屬不可控,制動力矩有波動,制動時間是可人為設定的.

2、技術效能

制動方式自動電壓跟蹤方式

反映時間 1ms以下有多種雜訊

電網電壓 300-460v,45-66hz

動作電壓 700v直流,誤差2v

滯環電壓 20v

制動力巨通常130% ,最大150%

保護過熱,過電流,短路

濾波器有雜訊濾波器

防護等級 ipoo

3、制動電阻計算方法:

制動力矩制動電阻

92% r=780/電動機kw

100% r=700/電動機kw

110% r=650/電動機kw

120% r=600/電動機kw

注:①電阻值越小,制動力矩越大,流過制動單元的電流越大;②不可以使制動單元的工作電流大於其允許最大電流,否則要損壞器件;③制動時間可人為選擇;④小容量變頻器(≤7.5kw)一般是內接制動單元和制動電阻的;⑤當在快速制動出現過電壓時,說明電阻值過大來不及放電,應減少電阻值.

4、電阻功率計算方法:

制動性質電阻功率

一般負荷 w(kw)=電阻kwχ10℅

頻繁制動(1分鐘5次以上) w(kw)=電阻kwχ15℅

長時間制動(每次4分鐘以上) w(kw)=電阻kwχ20℅

5、制動電路:

對低壓變頻器來說其主電路模式幾乎是統一的電壓型,交--直--交電路,它由三相橋式整流,即ac/dc,濾波電路的電容器c1及c2,制動電路由電晶體t及電阻r8和二級管z組成的主控電路,三相式逆變igbt組成為dc/ac,

6、驅動電路介紹

a大功率t:可用gtr或igbt均可,其主要引數選擇如下

擊穿電壓uceo=1000v即可

集電極最大電流:按正常電壓下,流經rb的電流二倍,即icm≥2χud/r

其它引數如放大倍數,開關時間等軍無嚴格要求.

b驅動電路—可用積體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,工作過程是,當光藕vl得到訊號而導通時,則v1導通且飽和,v2隨即導通v3截止,使gtr導通,既有制動電阻流經rb,當vl失去訊號而截止時,v1截止,隨即v2截止,v3導通,gtr因反向偏而截止,這樣多次反覆將動能變電能,消耗在制動電阻rb上,以發熱方式損耗.

c、工作訊號的取出:

一般均取直流電壓作訊號圖2。當ud超過限值(如700v)時,比較器的輸出為「+」,則光藕vl輸出訊號電流,再推動驅動電路,實現能耗制動工作狀態,當如ud如608v)下限值時,比較器的輸出為「一」,則光藕vl輸出無電流,這時驅動電路不工作,處於不制動工作狀態

d 、保護電路---電阻rb的標稱功率比實際消耗的電功率小得多,因此電阻若通過電時間過長,必導致過熱損壞,所以要有熱保護,其方法有用熱繼電器,熱敏電阻,溫度開關等.

7 、主要應用場合

能耗制動的不足,是在制動過程中,隨著電動機轉速的下降,拖動系統動能也在減少,於是電動機的再生能力和制動轉矩也在減少,所以在慣性較大的拖動系統中,常會出現在低速時停不住,而產生「爬行」現象,從而影響停車時間的延長或停位的準確性.僅適用一般負載的停車,但有較大能量損耗,停位不準確,然而電路簡單,**較低.

二、能耗制動的工作方式

能耗制動採用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元元件,將再生電能消耗在功率電阻上來實現制動。這是一種處理再生能量的最直接的辦法,它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上,轉化為熱能,因此又被稱為「電阻制動」,它包括制動單元和制動電阻二部分。

1. 制動單元

制動單元的功能是當直流迴路的電壓ud超過規定的限值時(如660v或710v),接通耗能電路,使直流迴路通過制動電阻後以熱能方式釋放能量。制動單元可分內建式和外接式二種,前者是適用於小功率的通用變頻器,後者則是適用於大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講,二者並無區別,都是作為接通制動電阻的「開關」,它包括功率管、電壓取樣比較電路和驅動電路。

2. 制動電阻

制動電阻是用於將電機的再生能量以熱能方式消耗的載體,它包括電阻阻值和功率容量兩個重要的引數。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者採用表面立式波紋有利於散熱減低寄生電感量,並選用高阻燃無機塗層,有效保護電阻絲不被老化,延長使用壽命;後者電阻器耐氣候性、耐震動性,優於傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用於高要求惡劣工控環境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀。

3. 制動過程

能耗制動的過程如下:a、當電機在外力作用下減速、反轉時(包括被拖動),電機即以發電狀態執行,能量反饋回直流迴路,使母線電壓公升高;b、當直流電壓到達制動單元開的狀態時,制動單元的功率管導通,電流流過制動電阻;c、制動電阻消耗電能為熱能,電機的轉速降低,母線電壓也降低;d、母線電壓降至制動單元要關斷的值,制動單元的功率管截止,制動電阻無電流流過;e、取樣母線電壓值,制動單元重複on/off過程,平衡母線電壓,使系統正常執行。

4. 安裝要求

制動單元與變頻器之間,以及制動單元與電阻之間的配線距離要盡可能短(線長在2m以下),導線要足夠粗;

制動單元在工作時,電阻將大量發熱,應此要充分注意散熱,並使用耐熱導線,導線請勿觸及電阻器;

放電功率電阻應使用絕緣擋片固定牢固,安裝位置要確保良好散熱,建議電阻器安裝在電控櫃頂部。

5. 制動單元與制動電阻的選配

a、首先估算出制動轉矩

一般情況下,在進行電機制動時,電機內部存在一定的損耗,約為額定轉矩的18%-22%左右,因此計算出的結果在小於此範圍的話就無需接制動裝置;

b、接著計算制動電阻的阻值

在制動單元工作過程中,直流母線的電壓的公升降取決於常數rc,r即為制動電阻的阻值,c為變頻器內部電解電容的容量。這裡制動單元動作電壓值一般為710v。

c、然後進行制動單元的選擇

在進行制動單元的選擇時,制動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據,其計算公式如下:

d、最後計算制動電阻的標稱功率

由於制動電阻為短時工作制,因此根據電阻的特性和技術指標,我們知道電阻的標稱功率將小於通電時的消耗功率,一般可用下式求得:

制動電阻標稱功率 = 制動電阻降額係數 x 制動期間平均消耗功率 x 制動使用率%

6. 制動特點

能耗制動(電阻制動)的優點是構造簡單,缺點是執行效率降低,特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量,且制動電阻的容量將增大。

三、共用直流母線方式的回饋制動

對於頻繁啟動、制動,或是四象限執行的電機而言,如何處理制動過程不僅影響系統的動態響應,而且還有經濟效益的問題。於是,回饋制動成為人們討論的焦點,然而在目前大部分的通用變頻器還不能通過單獨的一台變頻器來實現再生能量的情況下,如何用最簡單的辦法來實現回饋制動呢?

為解決以上問題,這裡介紹了一種共用直流母線方式的再生能量回饋系統,通過這種方式,它可以將制動產生的再生能量進行充分利用,從而起到既節約電能又處理再生電能的功效。

1. 工作原理

我們知道通常意義上的非同步電機多傳動包括整流橋、直流母線供電迴路、若干個逆變器,其中電機需要的能量是以直流方式通過pwm逆變器輸出。在多傳動方式下,制動時感生能量就反饋到直流迴路。通過直流迴路,這部分反饋能量就可以消耗在其他處在電動狀態的電機上,制動要求特別高時,只需要在共用母線上並上乙個共用制動單元即可。

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