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变频器再生制动及其注意事项

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:当变频器输出频率降低时,电动机的同步转速随之下降,而由于机械惯性的作用,这时同步转速可能小于转子转速,电动机从电动状态转变为发电状态,处于再生制动状态。过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容,甚至破坏电动机的绝缘。在不能完全吸收的情况下,则通过共用的制动单元控制,使未被完全吸收的再生能量消耗在制动电阻上。

变频器再生制动及其注意事项

电压型的交-直-交通用变频器,对三相交流电源进行不可控桥式整流,再经电解电容滤波稳压,最后由无源逆变环节输出频率可调的交流电供给电动机。这种通用型变频器用于矿用提升机轧钢机、大型龙门刨床、卷绕机及机床主轴驱动等系统时,由于要求电动机四象限运行,所以当电动机减速、制动或者带位能性负载重物下放时,电动机将处于再生发电状态。

当变频器输出频率降低时,电动机的同步转速随之下降,而由于机械惯性的作用,这时同步转速可能小于转子转速,电动机从电动状态转变为发电状态,处于再生制动状态。由图1-3可见,电动机再生的电能经并联在V1~V6上的续流二极管全波整流后反馈到直流电路,使电容器C1和C2两端电压升高,形成“泵升电压”。过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容,甚至破坏电动机的绝缘。为使系统在发电制动状态能正常工作,必须采取适当的制动方式。

1.能量消耗型

这种制动方法是在变频器直流电路中并联制动单元和制动电阻,通过检测直流母线上的电压来控制制动单元IGBT的导通与否,从而实现制动电阻的接入和断开,如图2-1所示,点划线框内是制动单元,DR是制动电阻。当直流母线上的电压,即电容器C两端的电压达到或超过门槛电压(例如700V)时,IGBT导通,制动电阻DR接入电路,再生能量在制动电阻上以热能的形式被消耗掉,从而防止直流电压的上升。由于再生能量未能得到利用,因此属于能量消耗型。当直流母线上的电压低于门槛电压时,制动过程结束。

2.并联直流母线吸收型

适用于多台电动机传动系统,在这种系统中,每台电动机配置一台变频器,所有变频器的逆变单元都并联在一对共用直流母线上。系统中往往有一台或数台电动机工作于制动状态,处于制动状态的电动机产生再生能量,这些能量通过并联于直流母线上处于电动状态的电动机所吸收。在不能完全吸收的情况下,则通过共用的制动单元控制,使未被完全吸收的再生能量消耗在制动电阻上。这种方式有部分再生能量被吸收利用,具有一定的节能效益。(www.xing528.com)

3.能量回馈型

能量回馈型变频调速系统要求变频器网侧变流器是可逆的。当有再生能量产生时,可逆变流器将再生能量回馈给电网,使再生能量得以完全利用。但这种方法对电源的稳定性要求较高。

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图2-1 制动单元与制动电阻

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