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      2. 變頻器中的制動電阻的作用有哪些

        來源:Autrou.com    作者:奧創電子   日期:2022-06-09

        在變頻調速系統中,電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現的,在頻率減小的瞬間,電機的同步轉速隨之下降,而由于機械慣性的原因,電機的轉子(rotor)轉速未變。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網,僅靠變頻器(Variable-frequency Drive)本身的電容吸收,雖然其他部分能消耗電能,但電容仍有短時間的電荷堆積,形成“泵升電壓”,使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。
         因此,對于負載處于發電制動狀態中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。起重機電阻器在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說,交流與直流信號都可以通過電阻。處理再生能量的方法:能耗制動和回饋制動。
         一、能耗制動的工作方式
         能耗制動采用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來實現制動。這是一種處理再生能量的直接的辦法,它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上,轉化為熱能,因此又被稱為“電阻制動”,它包括制動單元和制動電阻二部分。
         1、制動單元
         制動單元的功能是當直流回路的電壓Ud超過規定的限值時,接通耗能電路,使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。電阻器阻值不能改變的稱為固定電阻器。阻值可變的稱為電位器或可變電阻器。制動單元可分內置式和外置式二種,前者是適用于小功率的通用變頻器,后者則是適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講,二者并無區別,都是作為接通制動電阻的“開關”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅動電路。
         2、制動電阻
         制動電阻是用于將電機的再生能量以熱能方式消耗的載體,它包括電阻阻值和功率容量兩個重要的參數。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁(Al)合金電阻兩種:前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量,并選用高阻燃無機涂層,有效保護電阻絲不被老化,增加使用周期;后者電阻器耐氣候性、耐震動性,優于傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用于高要求惡劣工控環境使用,易緊密安裝、易附加散熱器(降低設備運轉時所產生的熱量),外型美觀。
         二、制動特點
         能耗制動(電阻制動)的優點是構造簡單,缺點是運行效率(efficiency)降低,特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量,且制動電阻的容量將增大。不銹鋼電阻器元件的電阻值大小一般與溫度,材料,長度,還有橫截面積有關,衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數,其定義為溫度每升高1℃時電阻值發生變化的百分數。
         三、制動過程
         能耗制動的過程如下:1、當電機在外力作用下減速、反轉時,電機即以發電狀態運行,能量反饋(feedback)回直流回路,使母線電壓升高;2、當直流電壓到達制動單元開的狀態時,制動單元的功率管導通,電流流過制動電阻;3、制動電阻消耗(consume)電能為熱能,電機的轉速降低,母線電壓也降低;4、母線電壓降至制動單元要關斷的值,制動單元的功率管截止,制動電阻無電流流過;5、采樣母線電壓值,制動單元重復ON/OFF過程,平衡母線電壓,使系統正常運行。

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