變頻器配套設(shè)備供應(yīng)商提醒您:在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,降速的基本方法就是通過逐步降低給定頻率來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)拖動系統(tǒng)的慣性較大,電機(jī)的轉(zhuǎn)速的下降將跟不上電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的下降,即電機(jī)的實(shí)際速度比其同步速度高,此時電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的方向和電機(jī)恒速運(yùn)行時正好相反,轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢和電流的方向也都相反,所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也就和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反,電動機(jī)將出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩,此時的電動機(jī)實(shí)際為發(fā)電機(jī),系統(tǒng)處于再生制動狀態(tài),將拖動系統(tǒng)的動能回饋到變頻器直流母線上,使直流母線電壓不斷上升,甚至達(dá)到危險的地步(變頻器損壞等)。
一、制動單元概述
制動單元,全稱為“變頻器專用型能耗制動單元”,或者是“變頻器專用型能量回饋單元”,主要用于控制機(jī)械負(fù)載比較重的、制動速度要求非常快的場合,將電機(jī)所產(chǎn)生的再生電能通過制動電阻消耗掉,或者是將再生電能反饋回電源。
二、制動單元的作用
當(dāng)電動機(jī)快速停車時,電動機(jī)會反饋能量給變頻器,造成直流母線電壓升高甚至損壞IGBT,因此需要用制動單元消耗這部分能量以保護(hù)變頻器。
三、變頻器的制動方式
1.動力制動。
指利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電動機(jī)的再生能量的方式。
2.回饋制動。
主要針對電流型變頻器或整流部份裝有逆變器的電壓型變頻器,將電動機(jī)的再生能量反饋回交流電網(wǎng)。
3.共用直流母線的多逆變器傳動。
電動機(jī)A的再生能量反饋到公共的直流母線上,再通過電動機(jī)B消耗其再生能量。共用直流母線的多逆變器傳動可分為共用直流均衡母線和共用直流回路母線兩種方式。共用直流均衡母線方式是利用連接模塊連到直流回路母線上。連接模塊中包括電抗器、熔斷器和接觸器,它必須根據(jù)具體情況單獨(dú)設(shè)計。每臺變頻器具有相對的獨(dú)立性,按需要可接入或切離直流母線。 共用直流回路母線方式是僅將逆變器部份連接到一個公共的直流母線上。
4.直流制動。
變頻器向電動機(jī)的定子通直流電時,異步電動機(jī)便處于能耗制動制動狀態(tài)。這種情況下,變頻器的輸出頻率為零,電動機(jī)的定子磁場不再旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子切割這個靜止磁場而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲的動能轉(zhuǎn)換成電能消耗于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路。
四、制動電阻的作用
電動機(jī)在工作頻率下降過程中,將處于再生制動狀態(tài),拖動系統(tǒng)的動能要反饋到直流電路中,使直流電壓UD不斷上升,甚至可能達(dá)到危險的地步。因此,必須將再生到直流電路的能量消耗掉,使UD保持在允許范圍內(nèi)。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。
每個變頻器都有制動單元(小功率是制動電阻,大功率是大功率晶體管GTR及其驅(qū)動電路),小功率的是內(nèi)置的,大功率的是外置的。
五、制動單元與制動電阻的制動流程
1、當(dāng)電動機(jī)在外力的作用下減速時,電機(jī)以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行,產(chǎn)生再生能量。其產(chǎn)生的三相交流電動勢被變頻器逆變部分的六個續(xù)流二極管組成的三相全控橋整流,使變頻器內(nèi)直流母線電壓持續(xù)升高。
2、當(dāng)直流電壓達(dá)到某一電壓(制動單元的開啟電壓)時,制動單元功率開關(guān)管開通,電流流過制動電阻。
3、制動電阻釋放熱量,吸收再生能量,電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,變頻器直流母線電壓降低。
4、當(dāng)直流母線電壓降到某一電壓(制動單元停止電壓)時,制動單元的功率管關(guān)斷。此時沒有制動電流流過電阻,制動電阻在自然散熱,降低自身溫度。
5、當(dāng)直流母線的電壓重新升高使制動單元動作時,制動單元將重復(fù)以上過程,平衡母線電壓,使系統(tǒng)正常運(yùn)行。