在变频调速系统中,电机的减速和停机是通过逐渐降低频率来实现的。 在频率降低的瞬间,电机的同步转速降低,由于机械惯性,电机的转子转速并不增加。 当同步转速小于转子转速时,转子电流相位变化近180度,电机由电动状态转入发电状态; 同时,电机轴上的扭矩变成制动扭矩,使电机快速旋转。 下降时,电机处于再生制动状态。 电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈至直流电路。 由于直流电路的电能无法通过整流桥反馈到电网,只能由逆变器本身的电容吸收。 虽然其他部分可以消耗电能,但电容器仍有短暂的电荷积累,形成“泵电压”,导致直流电压升高。 高的。 过高的直流电压会损坏各种元件。 因此,负载处于发电制动状态时,必须采取必要措施处理这部分再生能量。 处理再生能量的方法:能耗制动和再生制动。
能耗制动工作方式 能耗制动采用的方法是在变频器直流侧增加放电电阻单元组件,将再生电能消耗在功率电阻上实现制动。 这是处理再生能源最直接的方式。 它通过特殊的耗能制动电路消耗电阻上的再生能量,并将其转化为热能。 因此,也称为“阻力制动”,其中包括制动。 单元和制动电阻两部分。
制动单元制动单元的作用是当直流电路的电压Ud超过规定限值(如660V或710V)时接通耗能电路,使直流电路以热的形式释放能量 经过制动电阻后。 制动单元可分为内置式和外置式两种。 前者适用于小功率通用变频器,后者适用于大功率变频器或对制动有特殊要求的工况。 原则上,两者没有区别。 它们都用作打开制动电阻的“开关”。 它们包括功率管、电压采样和比较电路以及驱动电路。
制动电阻 制动电阻是将电机的再生能量以热能的形式消耗掉的载体。 它包括两个重要参数:电阻值和功率容量。 通常工程项目中常用波纹电阻器和铝合金电阻器:前者采用表面垂直波纹有助于散热和降低寄生电感,并采用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不老化和损坏。 延长电阻器的寿命。 后者电阻器比传统瓷骨架电阻器具有更好的耐候性和抗振性。 广泛应用于高要求、恶劣的工业控制环境。 易于安装紧密,附装散热器,外形美观。
制动过程 能耗制动过程如下:
能量制动的过程如下: A、当电机在外力(包括被拖动)作用下减速反转时,电机运行在发电状态,能量反馈到直流电路,引起 母线电压增加; B、当直流电压达到制动单元导通状态时,制动单元功率管导通,电流流过制动电阻; C、制动电阻将电能消耗为热能,电机转速下降,母线电压也下降; D、母排当电压下降到需要关断制动单元的值时,制动单元功率管截止,制动电阻无电流流过; E、采样母线电压值,制动单元重复ON/OFF过程,平衡母线电压,使系统正常运行。
制动单元和制动电阻的选择 A.首先估算制动力矩=((电机转动惯量,电机负载测量换算为电机测量转动惯量)*(制动前速度-制动后速度)/ 375*减速时间- 负载扭矩
一般情况下,对电机进行制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%。 因此,如果计算结果小于该范围,则无需连接制动装置;
B.然后计算制动电阻的阻值
=制动元件工作电压值的平方/(0.1047*(制动扭矩-20%电机额定扭矩)*制动前电机转速)
制动单元运行过程中,直流母线电压的升降取决于常数RC,R为制动电阻的阻值,C为变频器内部电解电容的容量。 这里的制动单元工作电压一般为710V。
C、然后选择制动单元<BR>选择制动单元时,制动单元的最大工作电流是选择的唯一依据。 计算公式如下:
制动电流瞬时值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值
D.最后计算制动电阻的标称功率
由于制动电阻的工作时间很短,根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率会小于通电时的功耗。 一般可按下式计算: 制动电阻标称功率=制动电阻降额系数×制动时平均功耗×制动利用率%
制动特点:能耗制动(电阻制动)的优点是结构简单,缺点是运行效率降低,特别是频繁制动时,会消耗大量的能量,制动能力下降。 制动电阻会增大。
变频器制动电阻设计计算方法 1、制动电阻箱数量粗略计算为:电机功率(KW)/11.2(取整数上限)。
2、制动单元的功率一般为变频器功率的(1~2)倍;
3、制动电阻功率大于电机功率KW/2。 (根据公式Pb=8Q*v*η)
4、制动电阻值选择公式为700/电机功率KW(多台制动单元并联运行时,每个制动单元配置的电阻阻值不小于700/电机功率KW;最小阻值必须 如下查看配置表);
5、首先根据电机的大小确定变频器的功率;