变频器(VFD)制动电阻的编制主要是通过制动电阻消耗直流母线电容上的部分能量,避免电容电压过高。理论上,如果电容器储存的能量很大,就可以释放出来驱动电机,避免能量浪费。然而,电容器的容量是有限的,电容器的耐压也是有限的。当母线电容的电压达到一定程度时,电容就会被损坏,有的高频逆变电源甚至会损坏IGBT。因此,制动电阻需要及时释放功率。这个版本被浪费了,我们对此无能为力。
总线电容是一个能量限制缓冲器。
三相交流电完全整流后,连接电容器。满载运行时,母线电压约为正常母线电压的1.35倍,380*1.35=513伏。当然这个电压会实时波动,但最低不能低于480伏,否则会欠压报警保护。母排一般由两组450V电解电容器串联而成,理论耐压为900V。如果母线电压超过这个值,电容就会直接爆炸,所以母线电压无论如何也达不到900V。
事实上,380伏输入的三相IGBT的耐压为1200伏,往往要求工作在800伏以内。考虑到电压上升的话,会存在惯性问题,即如果让制动电阻立即工作,母线电压不会很快下降,所以很多变频器采用制动单元,使制动电阻工作在700左右伏,从而降低总线电压以避免上升。
因此,制动电阻设计的核心是考虑电容器和IGBT模块的耐压,防止这两个重要器件被母线高压损坏。如果这两个部件损坏,变频器将无法正常工作。
紧急停止需要制动阻力和瞬间加速。
造成VFD母线电压过高的原因通常是VFD本身。让电机工作在电子制动状态,让IGBT经历一定的开启顺序。利用电机的大电感,电流不会突变,瞬间产生高电压给母线电容充电。这时,让电机快速减速。此时,如果没有制动电阻及时消耗母线能量,母线电压将继续升高,威胁变频器的安全。
如果负载不重且无急停要求,则此时不需要制动电阻。即使安装了制动电阻,也不会触发制动单元的工作阈值电压,制动电阻不会投入运行。
除了重载减速情况下需要增加制动电阻和制动单元进行快速制动外,实际上,如果满足重载启动时间和极快启动时间的要求,制动单元的配合并且需要启动制动电阻。我曾尝试用VFD驱动专用冲床,要求VFD加速时间设计为0.1秒。此时满载启动,虽然负载不是很重。
但由于加速时间太短,此时母线电压波动较大,也可能出现过压或过流。后来增加了外部制动单元和制动电阻,变频器才可以正常工作。分析认为,由于启动时间太短,母线电容电压瞬间放空,整流器大电流充电,导致母线电压突然上升,导致母线电压波动过大,可能超过700V顷刻。添加制动电阻可以及时消除这种波动高电压,变频器可以正常工作。
还有一种特殊情况。矢量控制时,电机的扭矩和速度方向相反,或者电机工作在零速,输出100%扭矩。例如,起重机失重后停在半空中。放线时需要进行扭矩控制,使电机工作在发电机状态,持续的电流会对母线电容反向充电。通过制动电阻,可以及时消耗能量,保持母线电压平衡稳定。
上面就是逆变器需要制动电阻的地方,一切都是为了平滑这个波动的高压。感谢您的浏览。您可以收藏深圳市宝威特电源有限公司官方网站。