直流制动与电枢短路制动的区别与应用

可通过参数p1231[0..n]对电枢短路制动或直流制动进行设置。电枢短路制动或直流制动的当前状态在r1239中可见。

1.电枢短路制动

可使用此功能制动永磁同步电动机。此时同步电动机的定子绕组发生短路。这会在旋转的同步电动机中产生电动机制动电流。

在以下情况下优先采用电枢短路制动：

1）需要进行无反馈的制动。

2）需要在电源断电时进行制动。

3）使用无反馈能力的电源时。

4）在存在定位偏差（例如出现编码器故障）却仍需制动电动机时。

可在内部通过逆变单元或在外部通过带制动电阻的接触器回路接通电枢短路制动。

电枢短路制动相比机械制动的优势在于：内部电枢短路制动的响应时间仅为数毫秒。而机械制动的响应时间约为40ms。对于外部电枢短路制动，接触器的滞后使得其响应时间超过60ms。

2.直流制动

可使用此功能将异步电动机制动至静止状态。在直流制动中会将直流电注入异步电动机的定子绕组。

在具有危险的情况下优先使用直流制动，例如：

1）无法在闭环控制中关闭驱动时。

2）未使用具有反馈能力的电源时。

3）未使用制动电阻时。

3.永磁同步电动机的电枢短路制动

（1）前提条件

1）此功能适用于书本型和装机装柜型逆变单元。

2）使用短路安全的电动机（p0320<p0323）。

3）使用的是以下电动机类型中的一种：

—旋转永磁同步电动机（p0300=2xx）；

—直线永磁同步电动机（p0300=4xx）。

4）逆变单元的最大电流（r0209.0）必须至少为电动机短路电流（r0331）的1.8倍。

说明

电源中断情况下的内部短路制动

若在电源中断时仍需保持电枢短路制动，则必须对逆变单元的24V电源进行缓冲。为此可为逆变单元使用独立的SITOP，或使用控制整流装置（CSM）。

（2）内部电枢短路制动

在使用内部电枢短路制动时，电动机绕组通过逆变单元短路。

1）设置：通过p1231=4设置内部电枢短路制动。

2）激活：若p1230的信号源被设置为“1”信号，则会激活并触发此功能。

3）禁用：若p1230的信号源被设置为“0”信号，则会取消激活此功能。在由故障触发此功能的情况下，必须消除故障并进行应答。

（3）外部电枢短路制动

该功能通过输出端子控制一个外部接触器，该接触器通过电阻使电动机绕组发生短路。

1）设置：外部电枢短路制动可以由p1231=1（带接触器反馈）或p1231=2（无接触器反馈）激活。

2）激活。在以下情况下会激活此功能：

①p1230的信号源被设置为“1”信号；

②设置了脉冲禁止。

首先会激活脉冲清除，之后进行外部电枢短路制动。触发此功能时，r0046.4会显示“1”。脉冲使能-使用无接触器反馈的外部电枢短路制动时的信号特性如图8-6所示。

激活示例：

p1230的信号源被设置为“1”信号。

①这样一来逆变单元驱动对象的显示参数r1239.0和r0046.4也会显示“1”；

图8-6 脉冲使能-使用无接触器反馈的外部电枢短路制动时的信号特性

②此时会清除脉冲使能并触发用于外部制动的接触器；

③触发电枢短路后开始制动；

④p1230的信号源被设置为“0”信号后制动完成（r1239.0也会显示“0”信号）；

⑤等待时间p1237届满后会重新进行脉冲使能。

外部制动电阻的计算

为了达到最高的制动效果，请使用以下公式计算电阻的数值：

R_ext=5.2882×10^-5×p0314×p0356×n_max-p0350

n_max=使用的最大转速

参数设置

可使用调试工具STARTER对逆变单元和控制单元进行参数设置。为此可使用驱动对象的专家列表和数字量输入/输出（DI/DO）的输入窗口。

数字量输入/输出（DI/DO）8～15的控制单元输入窗口位于“Control Unit/Bidirection-al digital inputs/outputs”标签下。

端子排X122和X132的端子11和14接地。

端子排X122和X132的端子9、10、12和13为数字量输入/输出（DI/DO）8～15，使用参数p0728[8...15]可将以上8个端子分别定义为输入端或输出端。

作为数字量输入端，DI 8～15与参数p0722[8...15]互联，或与p0723[8...15]取反互联。

输出端则与参数p0738～p0745互联。

输出端可通过p0748[8...15]=1取反。

参数p0722～p0748为控制单元参数。

参数p123x、r1239和r0046为驱动参数。

外部电枢短路制动示例

在对外部电枢短路制动进行参数设置前，已创建了包含逆变单元和电动机的新项目。需满足以下条件：

1）使用了含反馈触点的短路接触器（p1231=1）。

2）DI 14被定义为短路接触器的反馈信号输入端。电动机在电源中断或断线的情况下可在安全状态下运行。为此会通过p0723.14对DI 14的反馈信号进行取反。数字量输入DI 14与端子排X132的端子12连接。

3）DO 15被用作短路接触器的通断输出。电动机在电源中断或断线的情况下可在安全状态下运行。为此会对DO 15的接通信号进行取反。数字量输出DO 15与端子排X132的端子13连接。参数r1239.0显示制动状态，并为接触器给出信号。外部电枢短路制动示例如图8-7所示。

(www.xing528.com)

图8-7 外部电枢短路制动示例

该示例的参数设置：

1）设置p1231=1。

2）通过p0728.14=0将DI 14定义为输入端。

3）将外部电枢短路制接触器的反馈信号与端子排X132的端子12（DI 14）连接。

4）将p1235与r0723.14互联。

5）通过p0728.15=1将DO 15定义为输出端。

6）将外部电枢短路制接触器的控制信号与端子排X132的端子13（DO 15）连接。

7）将p0745与r1239.0互联。

8）设置p0748.15=1对p0745的输出进行取反。

这样便完成了对外部电枢短路制动的参数设置。

4.直流制动

（1）前提条件

1）此功能适用于书本型、模块型和装机装柜型逆变单元。

2）必须使用异步电动机。

3）在使用“直流制动”功能时，去磁时间结束后会对异步电动机的定子绕组注入直流电。此直流电会制动电动机。

（2）通过参数激活

1）设置：通过参数p1231=4设置直流制动。

①使用p1232[0..n]设置直流制动的制动电流；

②使用p1233[0..n]设置直流制动电流的持续时间；

③使用p1234[0..n]设置直流制动的起动转速。

2）激活：若p1230的信号源被设置为“1”，则会激活此功能。之后首先为电动机去磁时间p0347[0...n]设置脉冲禁止，直至电动机去磁。在激活时不考虑直流制动起动转速参数p1234。

在p1230的输入保持为“1”的状态下会向电动机注入制动直流电流p1232[0...n]，电动机可制动至静止状态。

若在驱动停止运行的情况下激活了直流制动，则驱动会被接通。之后向定子绕组注入直流电。

3）禁用：当将p1230的信号源设置为“0”取消直流制动，且驱动仍存在ON命令时，驱动会恢复为所选择的运行方式。此时：

①伺服控制（带编码器）：在去磁时间结束后，驱动恢复为闭环控制（p0347也可设为0）；

②矢量控制（带/无编码器）：“捕捉再起动”功能激活时逆变单元会与电动机当前转速同步，之后驱动恢复为闭环控制。若“捕捉再起动”未激活，则只能从静止状态再次起动电动机，为此必须等待驱动器达到静止状态才能再次起动；

③V/f运行：“捕捉再起动”功能激活时逆变单元会和电动机当前转速同步，之后驱动恢复为V/f运行。若“捕捉再起动”不可用，则只能从静止状态再次起动电动机，为此必须等待驱动器达到静止状态才能再次起动。

（3）通过故障响应激活

若通过故障响应激活直流制动，则会执行以下响应：

1）电动机通过制动斜坡被制动至p1234中设定的阈值。制动斜坡的斜率对应减速时间的斜率（可通过p1121设置）。

2）在电动机去磁时间（p0347）内会执行脉冲禁止，直至电动机中的磁场消除。

3）在p0347届满后，会在通过p1233设置的时间内进行直流制动。

若配备了编码器，则制动会持续到转速降至静态阈值p1226以下。若未配备编码器，则制动会持续至p1233中设定的时间届满。

说明

在无编码器伺服控制中可能会出现直流制动结束后无法继续运行的状况。此时会输出OFF2故障信息。

（4）通过OFF指令激活

设置为对OFF故障信息的响应：设置p1231=5设置OFF1或OFF3的响应为直流制动，参数p1230不会对OFF1/OFF3时的响应产生影响。通过p1234设置转速阈值，低于此阈值直流制动将被激活。

（5）通过OFF1/OFF3激活

通过OFF1或OFF3激活直流制动。

1）当电动机转速≥p1234，会对其进行制动使其转速降至p1234。一旦电动机转速<p1234，则会进行脉冲禁止和电动机去磁。

2）若在OFF1/OFF3的情况下电动机转速已<p1234，则会立即进行脉冲禁止和电动机去磁。

之后会在p1233中设定的时间内激活直流制动，之后取消制动。

若提前取消了OFF1/OFF3，则会恢复为正常运行。

此时直流制动作为故障响应的紧急制动保持生效。

（6）通过转速阈值激活

1）设置：若设置了p1231=14，则在实际转速降至p1234以下时会激活直流制动作为响应。

2）激活：在激活前实际转速必须>p1234。之后若满足以下两个条件，则可激活直流制动：

①实际转速降至p1234以下；

②p1230的信号源被设置为“1”。

首先封锁脉冲，从而对电动机进行去磁。之后直流制动会以p1232中设定的制动电流进行制动，持续时间通过p1233进行设定。

若p1230的信号源被设置为“0”，则会取消制动指令并切换为之前的运行方式。

对于OFF1或OFF3，仅在p1230的信号源被设置为“1”时才会执行直流制动。

此时直流制动作为故障响应的紧急制动保持生效。

5.故障响应的配置

（1）修改故障响应

通过参数p2118和p2119可修改故障、报警的报告类型。通过参数p2100和p2101可将响应设置为选择的故障。仅可设置针对相应故障预设的响应。修改故障、报警的报告类型和响应示例见表8-1。

表8-1 修改故障、报警的报告类型和响应示例

通过参数p0491可对电动机编码器故障响应进行设置（F07412和多个F3yxxx，y=1，2或3）。

说明

电动机型号切换

若在电动机型号切换（参见p0300）后不再满足电枢短路制动或直流制动的前提条件，则将电枢短路制动或直流制动设为响应的相关参数（例如p2100、p2101或p0491）会恢复为出厂设置。

说明

取消电枢短路制动或直流制动

若通过p2100、p2101或p0491设置的故障响应仍存在，则无法通过参数p1231取消激活电枢短路制动或直流制动。