變頻器在什么情況下使用剎車電阻?
變頻器加剎車電阻,主要目的是消耗電機反向輸出到母線電容上的能量,讓電機快點停下來,電機運行過程中如果帶的負載比較重,慣性非常大,能量也非常多,想讓電機快速消耗掉能量快速停車,往往需要通過母線上串聯一個電阻來釋放掉這些能量,相當于一個電子剎車的作用。
變頻器在什么情況下使用剎車電阻?
變頻器被發明出來,是給交流異步電機調速使用的,可以用來控制電機的轉速(矢量型和DTC的還可以控制轉矩),而電機帶動的負載,也會有很多種類型,負載重的時候直接可能會引起電機轉速和電流波動,這時候需要及時“排泄”掉一部分負載能量,起到轉速穩定的目的。
比如變頻器帶動一款離心機對衣服布料脫水,因為高速旋轉,負載的運動勢能非常大,在停車時候,假如沒有剎車電阻來消耗這個勢能,需要非常長的時間,而加了剎車電阻了以后,大部分能量會通過剎車電阻來消耗掉,讓離心機很快停下來,這樣可以讓設備的利用效率大幅度提升。停車時候,電機的實際轉速會比旋轉同步磁場快,轉子繞組會反過來切割磁力線發電,通過開關管控制,可以實現往母線方向送電。
又比如一些吊機,收放卷控制,電梯等設備,工作時候,會出現轉矩和轉速方向相反,電機工作在所謂的2-4象限內,電機處于在發電機狀態,這種情況往往需要精確轉矩控制,比如吊車懸空在半空中,零轉速而150%扭矩輸出,需要源源不斷的把能量消耗掉才可以穩定得住,剎車電阻就可以起到這個放電作用了。
變頻器母線電壓需要穩定
在印象中,似乎往往是變頻器減速時候剎車電阻才起到作用,實際上并不一定的,有些加速要求比較快的場合,也會引起直流母線波動厲害而需要加剎車電阻。只要直流母線過高到一定值,比如710伏,將會觸發母線上的VB開關管導通,這樣母線電容CF上會通過剎車電阻產生回路電流,直接在剎車電阻上發熱而消耗掉能量,從而讓母線電壓維持在一定的范圍內。
如果沒有剎車電阻消耗,母線的電壓會持續升高,在電機處于發電機狀態時候,因為母線電壓比較高,直接通過VD01-VD06這6個二極管,是無法直接給母線充電的,一般會通過控制其中某個IGBT的突然關斷,因為電機線圈是大電感,瞬間短路將會產生高壓L*(di/dt),從而能反過來向母線電容充電,因此這種電子剎車狀態是可以控制的。
有公式可以計算剎車電阻和制動單元的大小,因為母線電容耐壓一般是900伏以內,所以需要保護電容,一般選擇剎車電阻在母線電壓超過710伏的時候流過電流,
剎車電阻的功率大小,一般選擇在電機額定功率的1-5倍;而剎車電阻大小,往往使用一個簡單的公式,
R=(母線電壓/2*電機額定電流)~(母線電壓/電機額定電流)
所以剎車電阻實際上并不會太精密,實際上只要根據廠家提供的制動單元和剎車電阻大小來選擇,一般都可以滿足要求,如果制動還不夠快,可以另外多并上一組的。
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