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變頻器在哪些情況下需要配制動電阻?

2023-05-19 16:29:46

變頻器配制動電阻,主要是想通過制動電阻來消耗掉直流母線電容上的一部分能量,避免電容的電壓過高。理論上如果電容存儲的能量多,可以用來釋放出來驅(qū)動電機(jī),避免能量浪費(fèi),但是電容的容量有限,而電容的耐壓也是有限的,當(dāng)母線電容的電壓高到一定程度,就可能會損壞電容了,有些還可能損壞IGBT,所以需要及時通過制動電阻來釋放電,這種釋放,是白白浪費(fèi)掉的,是一種沒有辦法的做法。


母線電容是個緩沖區(qū),容納能量有限


三相交流電全部整流后,接入電容,滿載運(yùn)行時候,母線正常的電壓大約是1.35倍,380*1 .35=513伏,這個電壓當(dāng)然會實時波動的,但是最低不能低于480伏,否則會欠壓報警保護(hù)。母線電容一般是兩組450V電 解電容串聯(lián)而成,理論耐壓是900V,如果母線電壓超過這個值,電容會直接爆掉了,所以母線電壓是無論如何都不能達(dá)到900伏這么高壓的。


實際上,三相380伏輸入的IGBT的耐壓值是1200伏,往往要求工作在800伏以內(nèi),考慮到電壓如果升高,都會有個慣性問題,也就是你馬上讓制動電阻工作了,母線電壓也不會很快降低下來,所以很多變頻器,都是設(shè)計在700伏左右就通過制動單元讓制動電阻開始工作,讓母線電壓降低下來,避免往上繼續(xù)沖。


所以制動電阻設(shè)計,核心就是考慮到電容和IGBT模塊的耐壓問題,避兔這兩大重要的器件被母線的高電壓沖壞掉了,這兩類元件如果壞掉了,變頻器也就無法正常工作了。


快速停車要制動電阻,瞬間加速也需要


變頻器母線電壓之所以會變高,很多時候是變頻器讓電機(jī)工作在電子制動狀態(tài),讓IGBT通過一定的導(dǎo)通順序,利用電機(jī)是大電感電流不能突變,瞬間產(chǎn)生高壓來往母線電容充電,這時候讓電機(jī)快點(diǎn)降低速度下來。如果這時候沒有制動電阻及時消耗掉母線的能量,母線電壓將會持續(xù)變高而威脅變頻器的安全了。


如果負(fù)載不是很重,也沒有什么快速停車要求,這種場臺是不需要使用制動電阻的,即使你裝了制動電阻,制動單元的工作閥值電壓沒有被觸發(fā),制動電阻也不會投入工作。


除了大負(fù)荷減速場合需要增加制動電阻和制動單元來快速剎車外,實際上如果符合比較重,啟動時間時間要求非??炷欠N,也需要制動單元和制動電阻來配合啟動的。


還有一種特殊的情況,是矢量控制場臺,電機(jī)的扭矩和速度方向相反,或者工作在零轉(zhuǎn)速百分百扭矩輸出的場臺,比如吊機(jī)掉了重物停在半空中,收放卷場合需要力矩控制,都需要讓電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài),源源不斷的電流會反充到母線電容中,通過制動電阻,就可以及時消耗掉這些能量,保持母線電壓平衡穩(wěn)定了。


很多小變頻器,比如3.7KW的,往往都內(nèi)置了制動單元和制動電阻,應(yīng)該是考慮到母線電容調(diào)小的緣由吧,而小功率的電阻和制動單元并沒有那么貴。


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