如何维修变频器的制动单元和制动电阻？

大、中功率变频器因安装空间、制动功率、现场运行情况不一等原因，一般不内置制动开关管和制动电阻，只是从直流回路引出P、N两个接线端子，供用户外接制动单元和制动电阻。制动单元和制动电阻为变频器常用可选配件之一，也为易损部件，有一定的维修量。变频器厂家一般也附带生产制动单元，供用户选用。

图4-27为某厂家生产的变频器选配件——制动单元的电路原理图。

图4-27 刹车单元整机电路图

本制动单元的供电是由一只380V/18V变压器取得的，由整流、滤波、稳压电路取出+15V的稳压电源，供整机控制电路。

变频器的P+、N-端子接至制动单元的主电路和电压检测电路上。由R3～R7构成电压采样电路，在直流电路电压为550V时，R7上电压约为7V。稳压器VS2提供输入保护，C6滤掉引线噪声电压，检测电路经R8输入到由运算放大器LM324的5脚，该级放大器构成电压跟随输出器。由7脚输出的电压检测信号，一路经R9加至后级电压跟随器，驱动HL2——主直流回路电压接入指示灯；一路经R11输入到后级电压比较器的10脚（同相输入端），该级放大器的9脚（反相输入端）接有RP1可调电阻，接入RP1的目的，是为了克服采样电阻网络的离散性，可以精确调整制动动作值。RP1的中心臂电压即为基准电压，10脚电压检测信号与此基准电压相比较，在因负载电动机反发电能量馈回直流回路使其电压上升到660V时，检测信号电压上为8.5V左右，因9脚基准电压已事先调整为8.4V左右，该组放大器两个输入端信号比较的结果，使放大器的输出反转，8脚输出高电平，HL3指示灯点亮，提示电路正在实施制动动作。HL3的电流通路正是VT1的正偏压通路，晶体管VT1导通，提供了驱动TLP520（光耦型驱动IC）的输入电流，TLP250的6/7输出脚输出正的激励电压，经R18直接驱动IGBT模块。图中VT2即为IGBT模块，型号为MG100Q2YS42，为100A模块。若需更大的制动功率、驱动更大的IGBT模块时，从A点接入由两只大、中功率晶体管构成的互补式电压跟随器（功率放大器电路），将PC2输出的激励电流信号放大到一定幅度后，再驱动IGBT制动开关模块。

制动单元电路往往由3部分组成：

1）供电电路。由降压变压器整流、滤波、稳压取得；由功率电阻降压、稳压取得；再讲究一点的，由开关电源逆变再整流、稳压取得。图4-27中电路采用了此种供电方式。

2）直流电路电压检测（采样）电路。一般由电阻分压网络取得，再由后级电压比较器，取出制动动作信号，送后级IGBT模块驱动电路。(www.xing528.com)

3）IGBT模块驱动电路。往简单处考虑，制动单元就是一个电子开关，承担将制动电阻接入直流电路的任务。

比较简单的控制是由电压比较器的输出信号直接控制驱动IC的输出，在直流电路电压高到660V时，模块开通（开关闭合），接入制动电阻进行“能耗制动”，当直流电路电压回落到600V左右时，电压比较器输出状态反转，模块截止（开关断开），制动动作结束。制动动作点和结束点的整定，也不是那么严格和精确，各个厂家的整定值可能有一定的偏差，只要保证直流电路不受高电压冲击就可以了。讲究一点的驱动电路，对IGBT模块，是采用脉冲方式驱动的，效果就要好一些了。

启用制动开关电路，有时还需要配合变频器相关控制参数的调整，使变频器内置的制动开关电路投入工作。

维修实例

一台东元7300PA 75kW变频器，因IGBT模块炸裂送修。检查U、V相模块俱已损坏，驱动电路受强电冲击也有损坏元器件。将模块和驱动电路修复后，带7.5kW电动机试机，运行正常。即交付用户安装使用了。

运行约一个月时间，又因模块炸裂送修，检查又为两相模块损坏。到用户生产现场，弄明白了损坏的原因，原来变频器的负载为风机，因工艺要求，运行3min，又需在30s内停机。采用自由停车方式，现场做了个试验，因风机为大惯性负载，电动机完全停住需要接近20min的时间。为快速停车，用户将控制参数设置为减速停车，将减速时间设置为30s。在减速停车过程中，电动机的再生电能回馈，使变频器直流回路电压异常升高，有时即跳出过电压故障而停机。用户往往实施故障复位后，又强制开机。正是这种回馈电能，使直流回路电压异常升高，超出了IGBT的安全工作范围，而炸裂了。

此次修复后，给用户说明情况，增上了制动单元和制动电阻器后，变频器投入运行，几年来未再发生模块炸裂故障。