變頻器制動電阻的工作原理講解
什么是制動電阻?
變頻器控制電機快速停車的機械系統(tǒng)中經(jīng)常會使用制動電阻,由于結(jié)構(gòu)原理在伺服系統(tǒng)中也是常用的元器件用于幫助電機將其因快速停車所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。
制動電阻通常為長方形波紋狀,由陶瓷管、合金電阻及涂層構(gòu)成,本身具有良好的散熱效果。
工作原理:在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,降速的基本方法就是通過逐步降低給定頻率來實現(xiàn)。當(dāng)拖動系統(tǒng)的慣性較大,電機的轉(zhuǎn)速的下降將跟不上電機同步轉(zhuǎn)速的下降,即電機的實際速度比其同步速度高,此時電機轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的方向和電機恒速運行時正好相反,轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢和電流的方向也都相反,所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也就和電機旋轉(zhuǎn)方向相反,電動機將出現(xiàn)負轉(zhuǎn)矩,此時的電動機實際為發(fā)電機,系統(tǒng)處于再生制動狀態(tài)產(chǎn)生再生能量,這時候就需要將這部分能量消耗掉,制動電阻就是來消耗這部分能量的。
理論上靠機械制動是不是不需要加制動電阻的,停機需馬達立即停轉(zhuǎn)時是必要的,在起重等場合是必須的。但為了安全制動電阻是必要的。
變頻器制動電阻如何工作的?
平時制動電阻是絕對不發(fā)熱的,如果正常工作時制動電阻發(fā)熱,就是制動單元壞了,或者硬件問題造成制動電阻始終接在直流母線上,那你這個變頻器的動作沒有大問題,但能耗絕對大的。
變頻器輸出控制電動機在加速或恒速狀態(tài)下,制動電阻是不起作用的,但在電機減速或緊急停車時,由于電動機處于再生制動狀態(tài),變頻器內(nèi)直流電路的電壓將升高,制動電阻就是將這部分增加的能量通過發(fā)熱的形式消耗掉。異步電動機將處于再生發(fā)電狀態(tài),產(chǎn)生反饋電流,這個電流經(jīng)過返流二極管(D1一D6)返回直流回路,并向主電容器充電,使直流電壓升高,為了避免電壓過高,損壞變頻器,在直流回路側(cè)接人制動電阻R,當(dāng)直流電壓高出一定值后,使晶體管開關(guān)TR導(dǎo)通并接人制動電阻,將反饋能量在電阻R上以熱能的形式消耗掉。
當(dāng)變頻器帶動電動機處于制動狀態(tài)時(發(fā)電狀態(tài)),比如吊車吊重物下降,或慣性很大的負載比較快速地停車。動能(勢能)會轉(zhuǎn)變回電能,返回變頻器直流母線,造成母線電壓很高。如果你的變頻器有制動單元,它檢測到母線電壓高于某個閾值后,會將制動電阻與母線間的開關(guān)接通,能量通過制動電阻消耗,這時制動電阻發(fā)熱。
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