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变频器的再生制动

变频器的再生制动

作者:
2018/12/07 17:18

  随着变频器应用领域的拓宽,变频器制动方式也开始变得多元化:

 

  1.能量消耗型

  这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时,功率管导通,将再生能量通入电阻,以热能的形式消耗掉,从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用,因此属于能量消耗型。同为能量消耗型,它与直流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上,电机不会过热,因而可以较频繁的工作。

 

  2.并联直流母线吸收型

  适用于多电机传动系统(如牵伸机),在这个系统中,每台电机均需一台变频器,多台变频器共用一个网侧变流器,所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态,处于制动状态的电机被其它电动机拖动,产生再生能量,这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机所吸收。在不能完全吸收的情况下,则通过共用的制动电阻消耗掉。这里的再生能量部分被吸收利用,但没有回馈到电网中。

 

  3.能量回馈

  能量回馈型的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,使再生能量得到完全利用。但这种方法对电源的稳定性要求较高,一旦突然停电,将发生逆变颠覆。

 

  再生制动可以用于所有电动机械中,而电动机械目前主要是旋转式,例如电动机,所以再生制动常见于电动机拖动的系统中,简称电力拖动系统。

 

  再生制动的目的

 

  把电动机械的无用的或不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能,并回馈电网,同时产生制动力矩,使电动机械快速停止无用的惯性转动。 电动机械是一个电能转化为机械能的带有运动部件的装置,常见为旋转运动,例如电动机。而这个转化过程常见的是通过电磁场的能量变化来传递能量和转化能量的,从更直观的力学角度来讲,是磁场大小的变化。电动机接通电源,产生电流,构建了磁场。交变的电流产生了交变的磁场,当绕组们在物理空间上呈一定角度布置时,将产生圆形旋转磁场。运动是相对的,等于该磁场被其空间作用范围内的导体进行了切割,于是导体两端建立了感应电动势,通过导体本身和连接部件,构成了回路,产生了电流,形成了一个载流导体,该载流导体在旋转磁场中将受到力的作用,这个力最终成为电动机输出的扭矩中的力。当切除电源时,电动机惯性转动,此时通过电路切换,往转子中提供相比而言功率较小的励磁电源,产生磁场,该磁场通过转子的物理旋转,切割定子的绕组,定子于是感应出电动势,此电动势通过电力装置接入电网,即为能量回馈。同时转子受力减速,此为制动。合称再生制动。

 

  哪些情况下需要配制动电阻?

 

  总的原则是:如果因再生制动导致直流电路容易过电压的话,必须配制动电阻,将滤波电容上多余的电荷释放掉。

 

  在具体工作中,有必要考虑配制制动电阻的场合有:

  (1)起动和制动比较频繁的场合;

  (2)要求快速制动的场合;

  (3)有位能负载的场合(势能负载,“位”可以理解为位置、高度),如起重机械等。