從變頻器的工作原理可知,改變電機(jī)工作電源頻率需要經(jīng)過(guò)整流-->逆變的過(guò)程,制動(dòng)電阻就處在整流后的位置,見(jiàn)下圖⑧和⑨之間的電阻:
變頻器連接制動(dòng)電阻的原因是什么
那么制動(dòng)電阻是起什么作用呢?
當(dāng)電機(jī)處在減速階段時(shí),電機(jī)開始向變頻器反饋能量,即P-brake;
然后直流側(cè)電壓開始升高,當(dāng)電壓升高到一定閾值后,制動(dòng)斬波器(BRC)處于ON的狀態(tài),此時(shí)反饋的能量開始釋放到制動(dòng)電阻上,即Pv
由于多余的能量通過(guò)制動(dòng)電阻以熱能的形式消耗掉,因此直流側(cè)電壓開始降低,當(dāng)降低到一定閾值后,制動(dòng)斬波器(BRC)處于OFF的狀態(tài),制動(dòng)電阻不再工作。
變頻器連接制動(dòng)電阻的原因是什么
以上就是制動(dòng)電阻工作的原理及流程。
一般情況下,由于各廠家的設(shè)計(jì)理念不同,直流側(cè)的電容在設(shè)計(jì)上可能存在差異。
有些產(chǎn)品電容大,在工作時(shí),能夠吸收較多的能量,當(dāng)工況不十分嚴(yán)苛?xí)r,可能就不需要制動(dòng)電阻也能正常工作。
有些產(chǎn)品電容小,無(wú)法吸收反饋能量,此時(shí)加制動(dòng)電阻就十分必要的,像SEW的MDX61B或者M(jìn)C07B不加制動(dòng)電阻時(shí),如果報(bào)警F04或者F07,很有可能就是因?yàn)闆](méi)有制動(dòng)電阻的原因。
制動(dòng)電阻的作用
1、保護(hù)變頻器不受再生電能的危害
電機(jī)在快速停車過(guò)程中,由于慣性作用,會(huì)產(chǎn)生大量的再生電能,如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能,就會(huì)直接作用于變頻器的直流電路部分,輕者,變頻器會(huì)報(bào)故障,重者,則會(huì)損害變頻器;制動(dòng)電阻的出現(xiàn),很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,保護(hù)變頻器不受電機(jī)再生電能的危害。
2、保證電電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行
制動(dòng)電阻將電機(jī)快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能,這樣再生電能就不會(huì)反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中,不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。
變頻器配制動(dòng)電阻,主要是想通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)消耗掉直流母線電容上的一部分能量,避免電容的電壓過(guò)高。理論上如果電容存儲(chǔ)的能量多,可以用來(lái)釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī),避免能量浪費(fèi),但是電容的容量有限,而電容的耐壓也是有限的,當(dāng)母線電容的電壓高到一定程度,就可能會(huì)損壞電容了,有些還可能損壞IGBT,所以需要及時(shí)通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)釋放電,這種釋放,是白白浪費(fèi)掉的,是一種沒(méi)有辦法的做法。
母線電容是個(gè)緩沖區(qū),容納能量有限
三相交流電全部整流后,接入電容,滿載運(yùn)行時(shí)候,母線正常的電壓大約是1.35倍,380*1.35=513伏,這個(gè)電壓當(dāng)然會(huì)實(shí)時(shí)波動(dòng)的,但是最低不能低于480伏,否則會(huì)欠壓報(bào)警保護(hù)。母線電容一般是兩組450V電解電容串聯(lián)而成,理論耐壓是900V,如果母線電壓超過(guò)這個(gè)值,電容會(huì)直接爆掉了,所以母線電壓是無(wú)論如何都不能達(dá)到900伏這么高壓的。
實(shí)際上,三相380伏輸入的IGBT的耐壓值是1200伏,往往要求工作在800伏以內(nèi),考慮到電壓如果升高,都會(huì)有個(gè)慣性問(wèn)題,也就是你馬上讓制動(dòng)電阻工作了,母線電壓也不會(huì)很快降低下來(lái),所以很多變頻器,都是設(shè)計(jì)在700伏左右就通過(guò)制動(dòng)單元讓制動(dòng)電阻開始工作,讓母線電壓降低下來(lái),避免往上繼續(xù)沖。
所以制動(dòng)電阻設(shè)計(jì),核心就是考慮到電容和IGBT模塊的耐壓?jiǎn)栴},避免這兩大重要的器件被母線的高電壓沖壞掉了,這兩類元件如果壞掉了,變頻器也就無(wú)法正常工作了。
快速停車要制動(dòng)電阻,瞬間加速也需要
變頻器母線電壓之所以會(huì)變高,很多時(shí)候是變頻器讓電機(jī)工作在電子制動(dòng)狀態(tài),讓IGBT通過(guò)一定的導(dǎo)通順序,利用電機(jī)是大電感電流不能突變,瞬間產(chǎn)生高壓來(lái)往母線電容充電,這時(shí)候讓電機(jī)快點(diǎn)降低速度下來(lái)。如果這時(shí)候沒(méi)有制動(dòng)電阻及時(shí)消耗掉母線的能量,母線電壓將會(huì)持續(xù)變高而威脅變頻器的安全了。
如果負(fù)載不是很重,也沒(méi)有什么快速停車要求,這種場(chǎng)合是不需要使用制動(dòng)電阻的,即使你裝了制動(dòng)電阻,制動(dòng)單元的工作閥值電壓沒(méi)有被觸發(fā),制動(dòng)電阻也不會(huì)投入工作。
除了大負(fù)荷減速場(chǎng)合需要增加制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元來(lái)快速剎車外,實(shí)際上如果符合比較重,啟動(dòng)時(shí)間時(shí)間要求非??炷欠N,也需要制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來(lái)配合啟動(dòng)的,以往我試過(guò)用變頻器帶動(dòng)一種特殊的沖床,要求把變頻器的加速時(shí)間設(shè)計(jì)成0.1秒,這時(shí)候滿負(fù)荷啟動(dòng),雖然負(fù)荷并不是非常重,但是因?yàn)榧铀贂r(shí)間太短了,這時(shí)候母線電壓波動(dòng)非常厲害,也會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓或者過(guò)流的情況,后來(lái)增加了外置的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻,變頻器就能正常工作了。分析起來(lái),是因?yàn)閱?dòng)時(shí)間太短,母線電容的電壓瞬間被掏空了,而整流器瞬間有大的電流充進(jìn)來(lái),引起母線電壓突然變高,這樣母線的電壓波動(dòng)太厲害,瞬間可能會(huì)超過(guò)了700伏,加上了制動(dòng)電阻,就可以及時(shí)消除這個(gè)波動(dòng)的高壓,讓變頻器工作在正常狀態(tài)。
還有一種特殊的情況,是矢量控制場(chǎng)合,電機(jī)的扭矩和速度方向相反,或者工作在零轉(zhuǎn)速百分百扭矩輸出的場(chǎng)合,比如吊機(jī)掉了重物停在半空中,收放卷場(chǎng)合需要力矩控制,都需要讓電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài),源源不斷的電流會(huì)反充到母線電容中,通過(guò)制動(dòng)電阻,就可以及時(shí)消耗掉這些能量,保持母線電壓平衡穩(wěn)定了。
很多小變頻器,比如3.7KW的,往往都內(nèi)置了制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻,應(yīng)該是考慮到母線電容調(diào)小的緣由吧,而小功率的電阻和制動(dòng)單元并沒(méi)有那么貴。
變頻器連接制動(dòng)電阻的原因是什么
制動(dòng)電阻的選擇
制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外,與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇。
功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則:應(yīng)保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力,即:R>800/Ic
其中:800——變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。
Ic——制動(dòng)單元的最大允許電流。
現(xiàn)貨特價(jià):
1.FESTO 159672 PUN-16x2,5-BL
2.FESTO 159670 PUN-12x2-BL
3.FESTO 159668 PUN-10x1,5-BL
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