變頻器制動(dòng)電阻的確定

0 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動(dòng)系統中，當電動(dòng)機減速或所傳動(dòng)的位能負載下放時(shí)，異步電動(dòng)機將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。傳動(dòng)系統中所儲存的機械能經(jīng)異步電動(dòng)機轉換成電能，通過(guò)逆變器的續流二極管整流后回饋到直流側，致使直流側儲能電容器的電壓上升。如果電動(dòng)機的制動(dòng)并不快，電容器的電壓升高就不十分明顯。相反，如果電動(dòng)機制動(dòng)較快時(shí)，電容器的電壓會(huì )上升很高，過(guò)高的電壓會(huì )使變頻器中的“制動(dòng)過(guò)電壓保護”動(dòng)作，甚至造成變頻器損壞。

目前，在變頻調速系統中，電動(dòng)機的快速制動(dòng)或準確停車(chē)，一般采用動(dòng)力制動(dòng)和再生制動(dòng)。對于動(dòng)力制動(dòng)方式，系統所需的制動(dòng)轉矩在電動(dòng)機額定轉矩的20%以下且制動(dòng)并不快時(shí)，則不需要外接制動(dòng)電阻，僅電動(dòng)機內部的有功損耗，就可以使直流側電壓限制在過(guò)電壓保護的動(dòng)作值以下。反之，則需要選擇制動(dòng)電阻來(lái)耗散電動(dòng)機再生的這部分能量。

1 變頻器動(dòng)力制動(dòng)原理

1.1 變頻器電壓檢測及驅動(dòng)電路

為了實(shí)現電氣制動(dòng)，變頻器的直流側必須設置電壓檢測電路，檢測電容器的電壓，以實(shí)現能耗制動(dòng)。圖1為一種電壓檢測電路的工作原理圖。

電壓檢測電路主要由電壓采樣電阻R1、R2、R3，滯環(huán)比較器LM399，邏輯轉換器件等組成。電壓采樣回路直接檢測變頻器直流側電容器C 兩端的電壓，當被檢測電壓值超過(guò)設定的允許值時(shí)，滯環(huán)比較器翻轉，輸出端接近0 V，經(jīng)邏輯轉換后，觸發(fā)制動(dòng)晶體管V 導通，經(jīng)過(guò)電阻R0釋放，使電壓下降;反之，當檢測電壓低于設定值時(shí)，滯環(huán)比較器翻轉回原狀態(tài)，使V關(guān)斷。

特別強調的是，滯環(huán)比較器上下限值的設定很重要。一般選擇原則：上限電壓設定為正常直流電壓的1.3倍，下限電壓應考慮電網(wǎng)正常電壓的波動(dòng)，一般整定為略高于電網(wǎng)電壓向上波動(dòng)的最大值。

1.2 變頻器制動(dòng)單元

如圖2 虛線(xiàn)框所示為制動(dòng)單元PW 的實(shí)際電路，包括晶體管V、二極管D1、D2和制動(dòng)電阻RB。

如果回饋能量較大或要求強制動(dòng)時(shí)，還可以選用接于H、G兩點(diǎn)間的外接制動(dòng)電阻REB。當電機制動(dòng)能量經(jīng)逆變器回饋到直流側時(shí)，通過(guò)V的導通消耗在制動(dòng)電阻RB或RB//REB上，實(shí)現限制電壓保護動(dòng)作的目的。因此，外接電阻REB正常時(shí)不消耗能量，是間歇式工作。

2 制動(dòng)電阻的選擇

2.2 制動(dòng)電阻的計算

在用外接制動(dòng)電阻進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，外接電阻應能吸取負載位能所轉變的電能的80%，其中20%可通過(guò)電機以熱能耗散的形式被消耗，此時(shí)制動(dòng)電阻值

由于V 和RB、REB構成的放電回路中，其最大電流受到V的最大允許電流IC(已考慮安全系數)的限

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