了解变频器的制动功能：功能与应用详解

MM4系列变频器提供了直流制动、复合制动及动能制动等多种制动方式。

1.直流制动

该方式是在电动机定子中通入直流电流，以产生制动转矩。因为电动机停车后会产生一定的堵转转矩，所以直流制动可在一定程度上替代机械制动。但由于设备及电动机自身的机械能只能消耗在电动机内，同时，直流电流也通入电动机定子中，所以使用直流制动时，电动机温度会迅速升高，因而要避免长期、频繁使用直流制动。直流制动是不控制电动机速度的，所以停车时间不受控。停车时间根据负载、转动惯量等的不同而不同；直流制动的制动转矩是很难实际计算出来的；直流制动需要设置的参数为P1230～P1234。

需要注意的是，使用同步电动机时，不能使用直流制动。

2.复合制动

该方式是将OFF1的停车方式同直流制动的方式相结合的制动方式（见图2-3），这样既保证了转速受控，同时也实现了快速停车。但应注意复合制动不能用于矢量控制。

图2-3 复合制动的工作原理

3.动能制动

该方式是一种能耗制动，它将电动机运行在发电状态下所回馈的能量消耗在制动电阻中，从而达到快速停车的目的。当变频器带大惯量负载快速停车，或位能性负载下降时，电动机可能处于发电运行状态，回馈的能量将造成变频器直流母线电压升高，从而导致变频器过电压跳闸。所以应该安装制动电阻来消耗掉回馈的能量。

75kW以下MM440均内置了制动单元（就是斩波器），可直接连接制动电阻，如图2-4所示；90kW以上需外接制动单元后方可连接制动电阻。

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图2-4 75kW以下MM440的制动电阻接法

选择正确的制动电阻是保证制动效果并避免设备损坏的必要条件：首先要计算制动功率并绘制正确的制动曲线；再根据制动曲线确定制动周期及制动功率；根据所确定的制动功率及制动周期，同时参考电压、阻值等条件选择合适的制动电阻。

不过需要用户注意的是，所选制动电阻阻值不能小于选型手册中规定的数值，否则将直接造成变频器损坏。这在电阻选型时应予以说明。有时候制动功率不好确定，或为了确保安全，可以选择制动功率较大的电阻。

图2-5 制动周期的理解

西门子标准传动产品提供的MM4系列制动电阻均为5%制动周期的电阻，所以在选型时应加以注意；制动周期在参数P1237中选择。同时应将P1240设置为0，用以禁止直流电压控制器。

制动周期可以按照如下理解：5%制动周期就意味着制动电阻可以在12s内消耗100%的功率，然后需要冷却228s。如图2-5所示，t_ON/t_总=5%。

当然，如果制动的时间小于12s，或者消耗的功率低于100%是另外一种情况，变频器会计算制动电阻的i²t。如果制动周期大于5%，MM440允许设置较高的制动周期，但实际上很难精确地计算出制动的情况。比如说，一台变频器每分钟制动5s，制动功率为50%。在这种情况下，一般建议选择比理论计算稍大一些的电阻，同时在参数P1237中相应地设置高一些的制动周期，见表2-1。

表2-1 P1237设置的制动周期值及其含义

【例】 假设一台7.5kW变频器，需要每分钟制动5次，每次2s，制动功率为50%。相当于240s内制动40s，而50%的制动功率折算到时间上就是20s。于是可以这样计算制动周期：20/240>>8%，所以折算后的制动功率为625W，于是选择750W的制动电阻，同时在P1237中设置制动周期为10%，即P1237=2。