变频器制动单元电路及图解

变频器制动单元电路及图解

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1、一例变频器制动单元电路及图解一、《CDBR-4030C制动单元》主电路图                                                                                                                                                                                                                                       

2、                                                                                                                                                                                                                                                                           

3、                                 《CDBR-4030C制动单元》主电路图说   因惯性或某种原因,导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时,此时电机由“电动”状态进入“动电”状态,使电动机暂时变成了发电机。负载电机的反发电能量,又称为再生能量。一些特殊机械,如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等,当电动机减速、制动或者下放负载重物时(普通大惯性负荷,减速停车过程),因机械系统的位能和势能作用,会使变频器的实际转速有可能超过变频器的给定转速,电机绕组中的感生电流的相位超前于感生电压,出现了容性电流,而变

4、频器逆变回路IGBT两端并联的二极管和直流回路的储能电容器,恰恰提供了这一容性电流的通路。电动机因有了容性励磁电流,进而产生励磁磁动势,电动机自励发电,向供电电源回馈能量。这是一个电动机将机械势能转变为电能回馈回电网的过程。此再生能量由变频器的逆变电路所并联的二极管整流,馈入变频器的直流回路,使直流回路的电压由530V左右上升到六、七百伏,甚至更高。尤其在大惯性负载需减速停车的过程中,更是频繁发生。这种急剧上升的电压,有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块,造成较大的电压和电流冲击甚至损坏。因而制动单元与制动电阻(又称刹车单元

5、和刹车电阻)常成为变频器的必备件或首选辅助件。在小功率变频器中,制动单元往往集成于功率模块内,制动电阻也安装于机体内。但较大功率的变频器,则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻,CDBR-4030C制动单元,即是变频器的辅助配置之一。先不管具体电路,我们可先从控制原理设想一下。所谓制动单元,就是一个电子开关(IGBT模块),接通时将制动电阻(RB)接入变频器的直流回路,对电机的反发电能量进行快速消耗(转化为热量耗散于环境空气中),以维持直流回路的电压在容许值以内。有一个直流电压检测电路,输出一个制动动作信号,来控制电子开关的通

6、和断。从性能上讲,变频器直流回路电压上升到某值(如660V或680V)后,开关接通将制动电阻RB接入电路,一直至电压降至620V(或620V)以下,开关再断开,也是可行的。反正制动单元有RB的限流作用,并无烧毁的危险。若将其性能再优化一点的话,则由电压检测电路控制一个压/频(或电压/脉冲宽度)转换电路,进而控制制动单元中IGBT模块的通断。直流回路的电压较高时,制动单元工作频率高或导通周期长,电压低时,则相反。此种脉冲式制动比起直接通断式制动,性能上要优良多了。再加上对IGBT模块的过流保护和散热处理,那么这应是一款性能较为优良

7、的制动单元电路了。CDBR-4030C制动单元,从结构和性能上不是很优化,但实际应用的效果也还可以。内部电子开关是一只双管IGBT模块,上管的栅、射极短接未用,只用了下管,当然有些浪费,用单管的IGBT模块就可以的呀。保护电路是电子电路和机械脱扣电路的复合,厂家将空气断路器QF0内部结构进行了改造,由漏电动作脱扣改为了模块过热时的动作脱扣。温度检测和动作控制由温度继电器、Q4和KA1构成,在模块温升达75ºC时,KA1动作引发脱扣跳闸,QF1跳脱,将制动单元的电源关断,从而在一定程度上保护了IGBT模块不因过流或过热烧毁。检测电

8、路(见下图)的供电,是由功率电阻降压、稳压管稳压和电容滤波来取得的,为15V直流供电。该制动单元的故障主要多发于控制供电电路,表现为降压电阻开路,稳压管击穿等;另外,因引入了变频器直流回路的530V直流高压,线路板因受潮造成绝缘下降而导致的高压放电,使大片线路的

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