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對于變頻器的制動(dòng)技術(shù)分析
作者：
時(shí)間：2009-07-29
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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一、引言
在通用變頻器、異步電動(dòng)機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中，當電動(dòng)機所傳動(dòng)的位能負載下放時(shí)，電動(dòng)機將可能處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)；或當電動(dòng)機從高速到低速（含停車(chē)）減速時(shí)，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動(dòng)系統中所儲存的機械能經(jīng)電動(dòng)機轉換成電能，通過(guò)逆變器的六個(gè)續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)。這時(shí)，如果變頻器中沒(méi)采取消耗能量的措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動(dòng)過(guò)快或機械負載為提升機類(lèi)時(shí)，這部分能量就可能對變頻器帶來(lái)?yè)p壞，所以這部分能量我們就應該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設置的與電容器并聯(lián)的“制動(dòng)電阻”中，稱(chēng)之為動(dòng)力制動(dòng)狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱(chēng)之為回饋制動(dòng)狀態(tài)（又稱(chēng)再生制動(dòng)狀態(tài)）。還有一種制動(dòng)方式，即直流制動(dòng)，可以用于要求準確停車(chē)的情況或起動(dòng)前制動(dòng)電機由于外界因素引起的不規則旋轉。
在書(shū)籍、刊物上有許多專(zhuān)家談?wù)撨^(guò)有關(guān)變頻器制動(dòng)方面的設計與應用，尤其是近些時(shí)間有過(guò)許多關(guān)于“能量回饋制動(dòng)”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動(dòng)方法，它具有“回饋制動(dòng)”的四象限運轉、運行效率高等優(yōu)點(diǎn)，也具有“能耗制動(dòng)”對電網(wǎng)無(wú)污染、可靠性高等好處。
二、 能耗制動(dòng)
利用設置在直流回路中的制動(dòng)電阻吸收電機的再生電能的方式稱(chēng)為能耗制動(dòng)。
其優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單；對電網(wǎng)無(wú)污染（與回饋制動(dòng)作比較），成本低廉；缺點(diǎn)是運行效率低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量且制動(dòng)電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內置有了剎車(chē)單元，只需外加剎車(chē)電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車(chē)單元、剎車(chē)電阻了。
三、 回饋制動(dòng)
實(shí)現能量回饋制動(dòng)就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現制動(dòng)?；仞佒苿?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統的效率。其缺點(diǎn)是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動(dòng)不大于10%），才可以采用這種回饋制動(dòng)方式。因為在發(fā)電制動(dòng)運行時(shí)，電網(wǎng)電壓故障時(shí)間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時(shí)，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復雜，成本較高。四、新型制動(dòng)方式（電容反饋制動(dòng)）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進(jìn)行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時(shí)回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容Ｃ（容量約零點(diǎn)幾法，可根據變頻器所在的工況系統決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
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