变频器直流制动功能优化方案

1.采取直流制动的必要性

有的负载要求能够迅速停机，但减速时间太短将引起电动机实际转速的下降跟不上频率的下降，产生较大的泵升电压，使直流回路的电压超过允许值。采用直流制动能增大制动转矩、缩短停机时间，且不产生泵升电压。有的负载由于惯性较大，常常停不住，停机后有“爬行”现象，可能造成十分危险的后果。采用直流制动可以实现快速停机，并消除爬行现象。

图4-27 直流制动原理和预置

a）直流制动原理 b）直流制动的功能预置

直流制动就是向定子绕组内通入直流电流，使异步电动机处于能耗制动状态。直流制动原理如图4-27a所示，由于定子绕组内通入的是直流电流，故定子磁场的转速为0。这时，转子绕组切割磁力线后产生的电磁转矩与转子的旋转方向相反，是制动转矩。因为转子绕组切割磁力线的速度较大，故所产生的制动转矩比较强烈，从而可缩短停机时间。此外，停止后，定子的直流磁场对转子铁心还有一定的“吸住”作用，以克服机械的“爬行”。采用直流制动时，需预置以下功能：

1）直流制动的起始频率f_DB。在大多数情况下，直流制动都是和再生制动配合使用的。首先用再生制动方式将电动机的转速降至较低转速，然后再转换成直流制动，使电动机迅速停住。其转换时对应的频率即为直流制动的起始频率f_DB，如图4-27b所示。预置起始频率f_DB的主要依据是负载对制动时间的要求，要求制动时间越短，则起始频率f_DB应越高。

2）直流制动强度。即在定子绕组上施加直流电压U_DB或直流电流I_DB的大小，它决定了

直流制动的强度，如图4-27b所示。预置直流制动电压U_DB（或制动电流I_DB）的主要依据是负载惯性的大小，惯性越大者，U_DB也应越大。

3）直流制动时间t_DB。即施加直流制动的时间长短，预置直流制动时间t_DB的主要依据是负载是否有“爬行”现象，以及对克服“爬行”的要求，要求越高者，t_DB应适当长一些。(www.xing528.com)

2.起动前直流制动功能

在电动机起动前，先在电动机的定子绕组内通入直流电流，以保证电动机在零速的状态下开始起动。如果电动机在起动前，拖动系统的转速不为0（n_m=0），而变频器的输出频率（从而同步转速n₀）从0Hz开始上升，则在起动瞬间，电动机或处于强烈的再生制动状态（起动前为正转时），或处于反接制动状态（起动前为反转时），则在起动瞬间，有可能引起过电流或过电压。例如：风机在停机状态下，由于有自然风的原因，叶片常自行转动，且往往是反转的。又如电动机以自由制动方式停机时，如在尚未停住的状态下再次起动。起动前转速不为0如图4-28a所示，容易引起电动机过电流。为此，变频器可以在起动前，向电动机的定子绕组中短时间地通入直流电流，以保证拖动系统在零速下起动，称为起动前直流制动。应用该功能需预置直流电压的大小和施加直流电压的时间。起动前直流制动功能设置包括：

1）选择功能。即选择是否需要起动前直流制动功能。

2）制动量。即应向定子绕组施加多大的直流电压U_DB，如图4-28b所示。

3）直流制动时间。即施加直流电压的时间t_DB，如图4-28b所示。

图4-28 起动前的直流制动

a）起动前转速不为0

b）起动前的直流制动