變頻器的制動

變頻器制動方式

通用電壓型變頻器只能運行於一、三象限即電動狀態,因此在電機拖動大慣量負載並要求急劇減速或停車、位能負載,以及經常處於被拖動狀態等要求電機不僅運行於電動狀態,而且要運行於發電制動狀態的場合下,用戶必須考慮配套使用制動方式。常用的變頻器制動方式有四種。

目錄

  1. 能耗制動
  2. 回饋制動
  3. 直流制動
  4. 直流回饋制動
  5. 應用場合

能耗制動

能耗制動方式通過斬波器和制動電阻,利用設置在直流回路中的制動電阻來吸收電機的再生電能,實現變頻器的快速制動。

1.1、能耗制動的優點

1.1.1、構造簡單;

1.1.2、對電網無污染(與回饋制動作比較);

1.1.3、成本低廉;

1.2、能耗制動的缺點

1.2.1、運行效率低,特別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。

回饋制動

回饋制動方式是採用有源逆變技術,將再生電能逆變爲與電網同頻率同相位的交流電回送電網,從而實現制動。

實現能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。

2.1、回饋制動的優點

2.1.1、能四象限運行,電能回饋提高了系統的效率;

2.2、回饋制動的缺點

2.2.1、只有在不易發生故障的穩定電網電壓下(電網電壓波動不大於 15%),纔可以採用這種回饋制動方式。因爲在發電制動運行時,電網電壓故障時間大於2ms,則可能發生換相失敗,損壞器件。

2.2.2、在回饋時,對電網有諧波污染;

2.2.3、控制複雜,成本較高。

直流制動

3.1、直流制動的定義

直流制動,一般指當變頻器輸出頻率接近爲零,電機轉速降低到一定數值時,變頻器改向異步電動機定子繞組中通入直流,形成靜止磁場,此時電動機處於能耗制動狀態,轉動着轉子切割該靜止磁場而產生制動轉矩,使電動機迅速停止。

可以用於要求準確停車的情況或起動前制動電機由於外界因素引起的不規則旋轉。

3.2、直流制動的要素

3.2.1、直流制動電壓值,實質是在設定製動轉矩的大小,顯然拖動系統慣性越大,直流制動電壓值該相應大些,一般直流電壓在15-20%左右的變頻器額定輸出電壓約爲60-80V,有的用制動電流的百分值;

3.2.2、直流制動時間, 即是向定子繞組通入直流電流的時間,它應比實際需要的停機時間略長一些;

3.2.3、直流制動起始頻率,當變頻器的工作頻率下降到多大時開始由能耗制動轉爲直流制動,這與負載對制動時間的要求有關,若並無嚴格要求情況下,直流制動起始頻率儘可能設定得小一些;

直流回饋制動

共用直流母線回饋制動

共用直流母線回饋制動方式的原理是:電動機A的再生能量反饋到公共的直流母線上,再通過電動機B消耗其再生能量;

共用直流母線回饋制動方式示意圖共用直流母線回饋制動方式示意圖

共用直流母線回饋制動方式可分爲共用直流均衡母線回饋制動和共用直流回路母線回饋制動兩種方式;

4.1、共用直流均衡母線回饋制動

共用直流均衡母線回饋制動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,它必須根據具體情況單獨設計。每臺變頻器具有相對的獨立性,按需要可接入或切離直流母線。

4.2、共用直流回路母線回饋制動

共用直流回路母線回饋制動方式是僅將逆變器部分連接到一個公共的直流母線上。

應用場合

5.1、電機拖動大慣量負載

電機拖動大慣量負載,並要求急劇減速或停車,如如離心機、龍門刨、巷道車、行車的大小車等;

5.2、電機拖動位能負載

電動機拖動位能負載,如電梯,起重機,礦井提升機等;

5.3、電機經常處於被拖動狀態

電機經常處於被拖動狀態,如離心機副機、造紙機導紙輥電機、化纖機械牽伸機等;

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