在变频调速系统中,电机的减速和停机是通过逐渐降低频率来实现的。在降频的瞬间,电机的同步转速降低,而电机的转子转速由于机械惯性保持不变。当同步速度小于转子速度时,转子电流的相位几乎改变180度,并且电动机从电动状态改变到发电状态。同时电机轴上的扭矩变成制动扭矩,使电机转速迅速下降,电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈给DC电路。
由于DC电路的电能不能通过整流桥反馈到电网,只能被变频器本身的电容吸收。虽然其他部分可以消耗电能,但电容仍有短期电荷积累,形成“泵升电压”,提高DC电压。过高的DC电压会损坏设备的所有部件。
因此,当负载处于发电制动状态时,必须采取必要的措施来处理这部分再生能量。应对可再生能源的方式:能耗制动和反馈制动。
能耗制动工作模式
能耗制动的方法是在变频器的DC侧增加一个放电电阻单元组件,将再生的电能消耗在功率电阻上实现制动。这是处理可再生能源直接的方法。它通过特殊的能耗制动电路消耗电阻上的可再生能量,并将其转化为热能。所以也叫“电阻制动”,包括制动单元和制动电阻。
制动装置
制动单元的作用是当DC电路的电压Ud超过规定的限值(如660V或710V)时,接通耗能电路,使DC电路通过制动电阻后的热能释放能量。制动装置可分为内置式和外置式。前者是适用于小功率的通用变频器,后者适用于大功率变频器或对制动有特殊要求的工况。原则上两者没有区别。它们都是开启制动电阻的“开关”,制动电阻包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
制动电阻器
制动电阻是用来消耗电机再生能量为热能的载体,它包括电阻值和功率容量两个重要参数。工程上一般采用波纹电阻和铝合金电阻。前者采用垂直波纹面帮助散热,减少寄生电感,采用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不老化,延长使用寿命。后者电阻器具有耐候性和耐振动性,优于传统的陶瓷框架电阻器。广泛应用于要求较高的恶劣工业控制环境中,易于安装紧固,易于贴附散热器,外形美观。
制动过程
能耗制动的过程如下:
能耗制动过程如下:A、当电机在外力作用下(包括被拖动)减速反转时,电机在发电状态下运行,能量反馈到DC电路,使母线电压上升;b .当DC电压达到制动单元的导通状态时,制动单元的功率管导通,
电流流过制动电阻;c、制动电阻消耗的电能为热能,电机转速降低,母线电压也降低;d .当母线电压下降到制动单元要关断的值时,制动单元的功率管被切断,没有电流流过制动电阻;e .采样母线电压值,重复制动单元的通断过程,平衡母线电压,使系统正常运行。
制动单元和制动电阻的选择
a、先估算制动力矩=((电机负载测得的惯性矩换算成电机的惯性矩)*(制动前速度-制动后速度))/375*减速时间-负载力矩。
一般情况下,电机制动时,电机内部有一定的损耗,大约是额定转矩的18%-22%。因此,如果计算的re
c,然后选择制动单元。
选择制动单元时,制动单元的工作电流是唯一的选择依据,其计算公式如下:
制动电流瞬时值=制动单元的DC母线电压值/制动电阻值
d .后计算制动电阻的标称功率。
由于制动电阻是一个短时工作的系统,根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率会小于通电时的功耗,一般可以通过以下公式得到:
制动阻力额定功率=制动阻力降额系数x制动时的平均功耗x制动利用率%
制动特性
能耗制动(阻力制动)的优点是结构简单,缺点是运行效率降低,尤其是频繁制动时,会消耗大量能量,制动阻力的容量增大。
制动特性
能耗制动(阻力制动)的优点是结构简单,缺点是运行效率降低,尤其是频繁制动时,会消耗大量能量,制动阻力的容量增大。
与MM440一起使用的制动电阻如何发挥作用
使用制动电阻时,应注意制动周期是在P1237中选择的,P1240应设为0以禁止DC电压控制器。记住!否则制动单元不会工作,所以制动电阻不会发热!
DC母线电压调节器的使用可以限制DC母线电压的上升,但它是以牺牲制动力矩为代价实现的,应慎用。
制动电阻的制动周期主要是斩波器的导通时间与制动电阻的冷却时间之比。选择什么样的时期并不是特别重要。重要的是根据你的负载要求来选择,是重还是清,刹车时间有多长。
值得注意的是,制动电阻的功率选择不是越大越好,必须小于变频器额定功率的2.4倍。此外,还应考虑续流二极管的承载能力。
制动电阻的阻值不能太小,否则会烧坏变频器。使用手册中解释了小允许电阻值。
制动期其实就是电子开关的通断比。他的开关比是固定的(你设置这个参数的时候),但是实际制动时间不是固定的,而是随着电机的制动情况而变化的。
可能1秒完成刹车,可能10秒完成刹车。它取决于你给DC总线充电的制动电流的累积,以及制动单元和制动电阻器的放电能力,这决定了制动单元的制动过程。
制动周期的参数设定不是主要的,主要的是选择满足制动要求的制动电流,保证DC母线电压保持相对稳定,不会在制动过程中继续上升。
换句话说,制动的设计技巧就是通过确定制动电阻的阻值和功率,保证制动过程中逆变器的DC母线电压恒定,电阻不会因发热而迅速老化。至于刹车期的参数,我觉得可以设置成5%或者100%。它只影响制动的瞬态过程,不影响终的制动结果。
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