變頻調(diào)速的電氣制動方式及應用

1、變頻調(diào)速的電氣制動方式及應用摘要：要：隨著隨著變頻變頻器在各種生器在各種生產(chǎn)機械的機械的應用越來越多，根據(jù)用越來越多，根據(jù)實際實際情況情況選擇經(jīng)濟選擇經(jīng)濟有效的有效的制動方法與制方法與制動功能是功能是設計設計交流交流變頻調(diào)變頻調(diào)速系速系統(tǒng)十分重要的十分重要的環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)，也是，也是設備設備安全運行的重要安全運行的重要保證。本文。本文詳細詳細分析了分析了變頻調(diào)變頻調(diào)速的速的電氣制氣制動原理及制原理及制動電動電阻的阻的選擇計選擇計算，并算，并對

2、電對電氣制氣制動方式方式的不同種的不同種類及應用進行了行了詳盡的介盡的介紹。關(guān)鍵詞鍵詞：變頻調(diào)變頻調(diào)速；速；電氣制氣制動；應用1引言引言隨著電力電子技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，各類低壓變頻器的性能也越來越先進，應用范圍越來越廣泛。無論是在調(diào)速節(jié)能運行、提高生產(chǎn)效率、適應生產(chǎn)工藝要求、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在設備設計合理化和簡單化、減少維護成本、改善和適應環(huán)境等方面都有了廣泛的應用。在變頻器應用中，在使運動的機構(gòu)減速或者停止、勢能負

3、載的下落拖動、多級傳動的同步控制及應對負載的突變或在設備出現(xiàn)事故需要緊急停車時，都需要應用到變頻器的制動方式。根據(jù)實際情況選擇經(jīng)濟有效的制動方法與制動功能不但是設計交流變頻調(diào)速系統(tǒng)十分重要的環(huán)節(jié)。也是設備安全運行的重要保證。要對變頻調(diào)速的制動方式進行合理的設置應用，就必須對變頻調(diào)速制動控制的原理及應用范圍足夠的了解。2變頻調(diào)變頻調(diào)速的速的電氣制氣制動原理及分原理及分類在通用變頻調(diào)速系統(tǒng)中，當電動機減速或者拖動位能負載下降時，異步電動機將

4、處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)異步電動機轉(zhuǎn)化電能。這種工作狀態(tài)下，電動機處于再生制動狀態(tài)，這種制動方式被稱為再生制動。在電動機處于再生發(fā)電制動狀態(tài)時，逆變器的六個回饋二極管將產(chǎn)生的電能回饋到直流側(cè)，此時的逆變器處于整流狀態(tài)。如果在標準型的變頻器（網(wǎng)側(cè)變流器為不控的二極管整流橋）中不采取另外的措施，這部分能量將導致中間回路的儲電電容器的電壓上升。如果電動機的制動并不太快，電容器電壓升高的值并不明顯，一但電動機恢復到電動狀態(tài)，

5、這部分能量又會被負載重新利用。但在頻繁制動或負載為提升較重重物負載下降時，電容器的電壓升高就會過快過大，變頻器內(nèi)的保護裝置就會動作，對變頻器進行過壓保護。制動問題的實質(zhì)在于機械能轉(zhuǎn)換為電能，電能儲存在變頻器的中間環(huán)節(jié)電解電容中，制動方案就是如何保證中間環(huán)節(jié)電解電容的電壓不超過變頻器允許的范圍。因此，解決制動問題的方法有二:一是改變系統(tǒng)控制策略，合理設置變頻器參數(shù)，避免電機出現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換為電能，從源頭上消除能量的持續(xù)累積二是將不斷積累的能

6、量通過系統(tǒng)內(nèi)部交換或者一定的渠道瀉放掉，即采用共用直流母線、能耗制動或者回饋制動等策略。還有一種制動方式叫能耗制動，即再異步電動機定子通入直流電流，來達到機構(gòu)準確停車或起動前制止電動機由外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。還可用于消除驅(qū)動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速接近于零時的“爬行”現(xiàn)象。3電氣制氣制動方式的方式的應用⑴再生制動再生制動主要發(fā)生在設備的穩(wěn)速運行和減速過程中。在變頻器應用中，對再生制動方式的選擇應用主要目的是解決異步電動機處于再生發(fā)電運行狀態(tài)時產(chǎn)生

7、的能量問題。為了處理電動機的再生制動電能，一般大致可歸類為兩種處理方式：①耗散到直流回路中與電容器并聯(lián)的“制動電阻”中。這種方式又叫動力制動（有的文章又叫能耗制動）。一般情況下，若系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)矩不大于電動機額定轉(zhuǎn)矩的20%時，則不需要另外的制動電阻，僅電動機內(nèi)部的有功損耗的作用就可以使中間直流回路電壓限制在電壓保護的水平之下。在小功率的通用變頻器，制動電阻內(nèi)置于變頻器內(nèi)或直接外接于變頻器對應端子。在制動功率較大的情況下，多數(shù)變頻控制系統(tǒng)采

8、用制動單元加制動電阻（或采用多個制動單b.共用直流母線的中間直流電壓恒定，電容并聯(lián)儲能容量大；c.各電動機工作在不同狀態(tài)下，能量回饋互補，優(yōu)化了系統(tǒng)的動態(tài)特性；d.提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電網(wǎng)諧波電流，提高系統(tǒng)用電效率。②要實現(xiàn)直流回路與電源間的雙向能量傳遞，一種最有效的辦法就是采用有源逆變技術(shù)：即將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動。通過網(wǎng)側(cè)可逆變流器（或其他形式可逆變流器）使之回饋到電網(wǎng)實現(xiàn)制動的這種方式又

9、叫回饋制動。回饋制動的原理是：當給定頻率下降時，如果電機的同步轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的情況，這時電機處于再生制動的狀態(tài)。如果此時有回饋制動單元，那么它可以將電機再生的電能反饋到電網(wǎng)中，從而使整個調(diào)速系統(tǒng)處于回饋制動狀態(tài)，不但節(jié)省了能源，還增大了制動轉(zhuǎn)矩。這對于中大功率電機、開卷機和起重機械下放重物的工作狀態(tài)來說，尤為重要。整流回饋單元既能為變頻器提供公共直流電源，又能使電機制動的能量回饋電網(wǎng)，因此它適用于回饋能量較多的系統(tǒng)，同時也可以由一臺整