变频器回馈制动原理算法及其特点.doc

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1、窗体顶端变频器回馈制动原理、算法及其特点为了提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网去，达到节能功效时，它也是必须采用的。目前国内各地由于经济高速发展而纷纷闹电荒的时候，推广和应用回馈制动器，具有重要的节能意义。所以加快国内相关产品的研发和生产具有重大的现实意义。1引言　　目前，交流变频调速系统广泛采用简单的能耗制动，存在浪费电能、电阻发热严重，快速制动性差等缺点。而在异步电动机频繁制动时，采用回馈制动是一种非常有效的节能方法，并且避免在制动时对环境及设备的破坏。在电力机车、采油等行业中取得令人满意的效果。在新型电力电子器件不断出现、性价比不断提高，人们

2、节能降耗意识提高的的情况下有着广泛的应用前景。　　能量回馈制动装置特别适用于电动机功率较大，如大于等于100kw以上，设备的转动惯量gd2较大，属反复短时连续工作制，从高速到低速的减速降幅较大，制动时间又短，又要强力制动的场合。为了提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网去，达到节能功效时，它也是必须采用的。2回馈制动原理　　在变频调速系统中，电动机的降速和停车是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电动机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电动机的转子转速未变，它的转速变化是有一定时间滞后的，这时会出现实际转速大于给定转速，从而产生电动机反

3、电动势e高于变频器直流端电压u的情况,即e>u。这时电动机就变成发电机，非但不要电网供电，反而能向电网送电，这样既有良好的制动效果，又将动能转变化为电能，向电网送电而达到回收能量的效果，一举两得。当然必须有一套能量回馈装置单元，进行自动的控制，才能做到，其原理框图如图1所示。另外，能量回馈电路还应包括交流、直流电抗器、阻容吸收器、电子开关器等。变频器回馈制动电路原理框图　　众所周知，一般通用变频器其桥式整流电路是三相不可控的，因此无法实现直流回路与电源间双向能量传递，解决这个问题的最有效方法是采用有源逆变技术，整流器部分采用可逆整流器，又叫网侧变流器。通过对网侧变流器的控制将

4、再生电能逆变为与电网同频率电网同频率、同相位的交流电回馈电网，从而实现制动。以前有源逆变单元主要采用晶闸管电路，这种电路只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），变流器才能安全地进行回馈运行。这种电路只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），变流器才能安全地进行回馈运行。因为在发电制动运行时，电网电压制动时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。另外，本方式在深控时，功率因数低、谐波含量高、换相重叠将引起电网电压波形畸变。同时控制复杂，成本较高。随着全控型器件的实用化，人们又研究出斩控式可逆变流器，采用pwm控制方式。这样网侧变

5、流器的结构与逆变器的结构完全相同，都采用pwm控制方式。　　从以上分析可知，要真正实现变频器的能量回馈制动，关键是对网侧变流器的控制。下文重点阐述网侧变流器采用全控器件、pwm控制方式的控制算法。3控制算法　　网侧变流器的控制算法通常采用如图2所示的矢量控制算法，图2中vdc、v*dc、△vdc分别表示直流母线电压的测量值、给定值和控制误差；id、i*d、△id分别表示网侧逆变器d轴的测量值、给定值和控制误差；iq、i*q、△iq分别表示网侧变流器q轴电流的测量值、给定值和控制误差；△v*d、v*d、v*q分别表示网侧变流器的d轴输出电压偏差给定值、d轴输出电压给定值和q轴输

6、出电压给定值；eabc、v*abc、iabc分别表示电网电势、网侧变流器输出电压的瞬时给定值和输出电流的三相瞬时值；e、φ分别表示电网电势的幅值和相位。窗体底端