對于變頻器的制動技術(shù)分析

1、對于變頻器的制動技術(shù)分析在通用變頻器、異步和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機(jī)從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機(jī)的機(jī)械慣性，電機(jī)可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機(jī)械能經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過的六個續(xù)流回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，假如變頻器中沒實行消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能器的升高。假如當(dāng)制動過快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)當(dāng)考慮考慮了。在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)

2、、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與并聯(lián)的“制動”中，稱之為動力制動狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動狀態(tài)（又稱再生制動狀態(tài)）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求精確停車的狀況或起動前制動電機(jī)因為外界因素引起的不規(guī)章旋轉(zhuǎn)。在書籍、刊物上有許多專家議論過有關(guān)變頻器制動方面的設(shè)計與應(yīng)用，尤其是近些時光有過許多關(guān)于“能量回饋制動”方面的文章。今日，筆者提供一種新型的制動辦法，它具有“回饋制動”的四象限運轉(zhuǎn)、運行效率高等優(yōu)點，也具有“能耗制動”對電網(wǎng)無污染、牢靠性高等益處。二、 能耗制動利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻汲取電機(jī)的再生電能的方式稱為能耗制動。其優(yōu)點是構(gòu)造容易；對電網(wǎng)無污染（與

3、回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特殊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。普通在通用變頻器中，小功率變頻器（22kw以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kw以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。三、 回饋制動實現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋控制等條件。它是采納有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的溝通電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動。回饋制動的優(yōu)點是能四象限運行,3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、惟獨在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采納這種回饋制動方式。由于在發(fā)電制動運行時

4、，電網(wǎng)電壓故障時光大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。四、新型制動方式（電容反饋制動）1、主回路原理整流部分采納一般的不行控整流橋舉行整流，濾波回路采納通用的電解電容，延時回路采納接觸器或都行。充電、反饋回路由功率模塊、充電、反饋電抗器l及大電解電容（容量約零點幾法，可按照變頻器所在的工況系統(tǒng)打算）組成。逆變部分由功率模塊igbt組成。庇護(hù)回路，由igbt、功率電阻組成。(1) 電動機(jī)發(fā)電運行狀態(tài)cpu對輸入的溝通電壓和直流回路電壓d的實時監(jiān)控，打算向vt1是否發(fā)出充電信號，一旦d比輸入溝通電壓所對應(yīng)的直流電壓值（如380v

5、ac530vdc）高到一定值時，cpu關(guān)斷vt3，通過對vt1的脈沖導(dǎo)通實現(xiàn)對電解電容c的充電過程。此時的電抗器l與電解電容c分壓，從而確保電解電容c工作在平安范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容c上的電壓快到危急值（比如說370v），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，平安回路發(fā)揮作用，實現(xiàn)能耗制動（電阻制動），控制vt3的關(guān)斷與開通，從而實現(xiàn)電阻r消耗多余的能量，普通這種狀況是不會浮現(xiàn)的。(2) 電動機(jī)電動運行狀態(tài)當(dāng)cpu發(fā)覺系統(tǒng)不再充電時，則對vt3舉行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器l上行成了一個瞬時左正右負(fù)的電壓（標(biāo)識），再加上電解電容c上的電壓就能實現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。

6、cpu通過對電解電容c上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制vt3的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓d不浮現(xiàn)過高。2、系統(tǒng)難點(1)電抗器的選?。╝）、我們考慮到工況的特別性，假設(shè)系統(tǒng)浮現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機(jī)所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時電機(jī)處于一種發(fā)電運行狀態(tài)， 再生能量通過六個續(xù)流二極管回送至直流回路，致使d上升，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取一般的鐵芯（硅鋼片）是不能達(dá)到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此

7、大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也絕對不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采納一個電抗器。(2)控制上的難點（a）、變頻器的直流回路中，電壓d普通都高于500vdc，而電解電容的耐壓才400vdc，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時電壓降為，電解電容的瞬時充電電壓為c=d-l，為了確保電解電容工作在平安范圍內(nèi)（400v），就得有效的控制電抗器上的電壓降l，而電壓降l又取決于量和電流的瞬時變幻率。（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統(tǒng)浮現(xiàn)過壓庇護(hù)。3、主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實例正是因為變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優(yōu)越性，近些來，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。因為技術(shù)上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內(nèi)目前惟獨山東體面公司由以前采納回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容