制動單元和制動電阻的作用

　　制動單元和制動電阻的作用

　　制動電阻包括波紋電阻和鋁殼電阻，用于變頻器減速時間很短，負(fù)載慣性比較大的場合。

　　當(dāng)逆變器停止時，由于慣性原因，電機驅(qū)動的負(fù)載不能及時停止。這時電機就會變成發(fā)電機，它產(chǎn)生的能量就會作用到逆變器的逆變模塊和直流母線上，就會對逆變器的模塊造成損壞或損壞。

　　逆變器的制動電阻是用來消耗電機此時產(chǎn)生的能量，以達(dá)到保護(hù)逆變器的逆變模塊的目的。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機的降速和停止是通過逐漸降低頻率來實現(xiàn)的。在頻率降低的時刻，電機的同步速度降低，由于機械慣性，電機的轉(zhuǎn)子速度不發(fā)生變化。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流相位變化近180度，電機由電態(tài)變?yōu)榘l(fā)電態(tài)。同時，電機軸上的轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，使電機轉(zhuǎn)速迅速下降，電機處于再生制動狀態(tài)。電機產(chǎn)生的電能經(jīng)連續(xù)二極管全波整流后反饋給直流電路。由于直流電路的電能不能通過整流橋反饋到電網(wǎng)，只能被變流器本身的電容吸收。其他部分雖然會消耗電能，但電容器仍有短時間的電荷積累，形成“泵壓”，使直流電壓升高。高直流電壓會損壞設(shè)備的所有部件。因此，當(dāng)負(fù)荷處于發(fā)電制動狀態(tài)時，采取必要的措施來處理這部分再生能量。再生能量的處理方法:能量消耗制動和反饋制動。能耗制動的方法是在變頻器的直流側(cè)增加一個放電電阻單元組件，將再生能量消耗在功率電阻上實現(xiàn)制動。這是處理再生能量直接的方式，它是再生的能量通過特殊的耗能制動回路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，所以又稱“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻兩部分。

　　制動單元的作用是當(dāng)直流電路電壓超過規(guī)定的限值時，接通能耗電路，使直流電路通過制動電阻以熱能的形式釋放能量。制動單元可分為內(nèi)建式和外置式，前者適用于低功率通用變頻器，后者適用于大功率變頻器或有特殊要求的制動工況。兩者原理上沒有區(qū)別，都是作為“開關(guān)”來接通制動電阻的，包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。制動電阻是用來以熱能載體的方式消耗電機的再生能量的，它包括電阻值和功率容量兩個重要參數(shù)。通常工程中多選用波紋電阻和鋁合金電阻:前者采用垂直表面波紋有利于散熱和減少寄生電感，并且選用高阻燃的無機涂料，有效保護(hù)電阻絲不老化，延長使用壽命;后一種電阻器具有耐風(fēng)雨、防震等性能，優(yōu)于傳統(tǒng)的瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求的苛刻的工業(yè)控制環(huán)境中，安裝方便緊密，散熱器容易附著，外形美觀。

　　能耗制動的制動過程如下:當(dāng)電機在外力作用下(包括被驅(qū)動)減速倒轉(zhuǎn)時，電機處于發(fā)電狀態(tài)運行，能量反饋給直流電路，使母線電壓升高;當(dāng)直流電壓達(dá)到制動單元開啟狀態(tài)時，制動單元功率管傳導(dǎo)，電流流過制動電阻;制動電阻消耗能量作為熱能，電機轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低;當(dāng)母線電壓降至剎車單元要關(guān)斷的值時，切斷剎車單元的功率管，無電流流過剎車電阻。