不少的生產(chǎn)機械在運行過程中需要快速地減速或停車,而有些設(shè)備在生產(chǎn)中要求保持若干臺設(shè)備前后一定的轉(zhuǎn)速差或者拉伸率,這時就會產(chǎn)生發(fā)電制動的問題,使電機運行在第二或第四象限。然而在實際應(yīng)用中,由于大多通用變頻器都采用電壓源的控制方式,其中間直流環(huán)節(jié)有大電容鉗制著電壓,使之不能迅速反向,另外交直回路又通常采用不可控整流橋,不能使電流反向,因此要實現(xiàn)回饋制動和四象限運行就比較困難。變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來實現(xiàn)制動。
一、能耗制動的工作方式?
能耗制動采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來實現(xiàn)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(zhuǎn)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回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時(如660V?或710V),接通耗能電路,使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(nèi)置式和外置式二種,前者是適用于小功率的通用變頻器,后者則是適用于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,二者并無區(qū)別,都是作為接通制動電阻的“開關(guān)”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。
二、制動電阻?
(1)制動電阻是用于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參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量,并選用高阻燃無機涂層,有效保護電阻絲不被老化,延長使用壽命;后者電阻器耐氣候性、耐震動性,優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器,廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美。
。2)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(zhuǎn)時(包括被拖動),電機即以發(fā)電狀態(tài)運行,能量反饋回直流回路,使母線電壓升高;
B、當直流電壓到達制動單元開的狀態(tài)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(zhuǎn)速降低,母線電壓也降低;
D、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值,制動單元的功率管截止,制動電阻無電流流過;
E、采樣母線電壓值,制動單元重復ON/OFF過程,平衡母線電壓,使系統(tǒng)正常運行。
。3)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(fā)熱,應(yīng)此要充分注意散熱,并使用耐熱導線,導線請勿觸及電阻器;放電功率電阻應(yīng)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柜頂部。
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