变频器电动刹车.doc

变频器的电气制动 摘要：本文较为详细的讲述了变频器的三种电器制动方式，即有能耗制动、直流制动、回馈（再生）制动有关问题.包括制动概况、技术性能、点阻参数、制动电路驱动电路，、信号电路、应用场合、实施方法、制动条件、相关参数等。关键词:变频器制动、能耗制动、直流制动、回馈（再生）制动等。 电气制动概况众所周知变频器的电气制动方法有三种：能耗制动，直流制动，回馈（再生）制动，其性能及特点如下所列：? 制动方式?制动力矩?能量去路?效果?经济性?适用功率?适用场合及特点能耗制动?≤80%加强式达130-350%?消耗电阻上发热?浪费?差?50KW?一般要求的制动设备上制动力矩不平衡有冲击，有低速爬行可能直流制动?80-100%?动能变电能产生制动力矩?浪费?差?50-100KW?要求平稳无冲击，停车精确，例针织、缝纫、起重、提升机、启动前先停车，例大型风机回馈（再生）制动?80-150%?动能变电能回馈电网?回收?好?100KW?适用离心机、清洗机等尤其高低速交叉,正反转交替高速与低速差值很大，并可四象限运转 I、能耗制动1、制动概况从高速到低速（零速）----这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势EU（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来,但由于通常变频器是交—直---交主电力,AC/DC整流电路是不可逆的,因此无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当超过设定上限值电压700V时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗,电压随之下降，待到设定下限值(680V)时即断.这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的. 2、技术性能制动方式?自动电压跟踪方式反映时间?1ms以下有多种噪声电网电压?300-460V，45-66Hz动作电压?700V直流，误差2V滞环电压?20V制动力巨?通常130% ,最大150%保护?过热，过电流，短路滤波器?有噪声滤波器防护等级?IPOO3、制动电阻计算方法:制动力矩?制动电阻92%?R=780/电动机KW100%?R=700/电动机KW110%?R=650/电动机KW120%?R=600/电动机KW注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;③制动时间可人为选择;④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;⑤当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值. 4、电阻功率计算方法:制动性质?电阻功率一般负荷?W(Kw)=电阻KWΧ10℅频繁制动（1分钟5次以上）?W(Kw)=电阻KWΧ15℅长时间制动（每次4分钟以上）?W(Kw)=电阻KWΧ20℅ 5、制动电路:对低压变频器来说其主电路模式几乎是统一的电压型，交--直--交电路，它由三相桥式整流，即AC/DC，滤波电路的电容器C1及C2，制动电路由晶体管T及电阻R8和二级管Z组成的主控电路，三相式逆变IGBT组成为DC/AC，6、驱动电路介绍A大功率T：可用GTR或IGBT均可，其主要参数选择如下击穿电压UCEO=1000V即可集电极最大电流:按正常电压下，流经RB的电流二倍，即ICM≥2ΧUD/R其它参数如放大倍数，开关时间等军无严格要求. B驱动电路—可用集成电路组成亦为可用分立元件组成图1，图中VD5-VD8上的电压将为GTR提供反向偏置，工作过程是，当光藕VL得到信号而导通时，则V1导通且饱和，V2随即导通V3截止，使GTR导通，既有制动电阻流经RB，当VL失去信号而截止时，V1截止，随即V2截止，V3导通，GTR因反向偏而截止，这样多次反复将动能变电能，消耗在制动电阻RB上，以发热方式损耗.C、工作信号的取出:一般均取直流电压作信号图2。当UD超过限值（如700V）时，比较器的输出为“+”，则光藕VL输出信号电流，再推动驱动电路,实现能耗制动工作状态，当如UD(如608V)下限值时,比较器的输出为“一”，则光藕VL输出无电流，这时驱动电路不工作，处于不制动工作状态D 、保护电路---电阻RB的标称功率比实际消耗的电功率小得多，因此电阻若通过电时间过长，必导致过热损坏，所以要有热保护，其方法有用热继电器，热敏电阻，温度开关等.7 、主要应用场合能耗制动的不足，是在制动过程中，随着电动机转速的下降，拖动系统动能也在减少，于是电动机的再生能力和制动转矩也在减少，所以在惯性较大的拖动系统中，常会出现在低速时停不住，而产生“爬