因慣性或某種原因,導(dǎo)致負(fù)載電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于變頻器的輸出轉(zhuǎn)速時(shí),電動(dòng)機(jī)由“電動(dòng)”狀態(tài)進(jìn)入“發(fā)電”狀態(tài),使電動(dòng)機(jī)暫時(shí)變成了發(fā)電機(jī)。一些特殊機(jī)械,如礦用提升機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、高速電梯、風(fēng)機(jī)等,當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速、制動(dòng)或者下放負(fù)載重物時(shí),因機(jī)械系統(tǒng)的位能和勢能作用,會(huì)使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速有可能超過變頻器的給定轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中感生電流的相位超前于感應(yīng)電壓,并由互感作用,使定子繞組中出現(xiàn)感應(yīng)電流,而變頻器逆變回路IGBT兩端并聯(lián)的二極管和直流回路的儲(chǔ)能電容器恰恰提供了這一容性電流的通路。電動(dòng)機(jī)因有了容性勵(lì)磁電流,進(jìn)而產(chǎn)生勵(lì)磁磁電動(dòng)勢,電動(dòng)機(jī)自勵(lì)發(fā)電,向供電電源回饋能量。這是一個(gè)電動(dòng)機(jī)將機(jī)械勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞伝仉娋W(wǎng)的過程。
再生能量由變頻器的逆變電路所并聯(lián)的二極管整流,反饋進(jìn)入變頻器的直流回路,使直流回路的電壓由530V左右上升到600、700V,甚至更高。尤其在大慣性負(fù)載需減速停車的過程中,更是頻繁發(fā)生。這種急劇上升的電壓,有可能對(duì)變頻器主電路的儲(chǔ)能電容和逆變模塊造成較大的電壓和電流沖擊甚至導(dǎo)致其損壞。因而制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻(又稱剎車單元和剎車電阻)常成為變頻器的必備件或首選輔助件。在小功率變頻器中,制動(dòng)單元往往集成于功率模塊內(nèi),制動(dòng)電阻也安裝于機(jī)體內(nèi)。但較大功率的變頻器直接從直流回路引出P、N端子,由用戶根據(jù)負(fù)載運(yùn)行情況選配制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。
制動(dòng)開關(guān)管由驅(qū)動(dòng)電路控制,因而制動(dòng)控制電路也為驅(qū)動(dòng)電路的一種。
制動(dòng)控制信號(hào)的來源如下:
(1)由CPU根據(jù)直流回路電壓檢測信號(hào)發(fā)送制動(dòng)動(dòng)作指令,經(jīng)普通光耦合器或驅(qū)動(dòng)光耦合器控制制動(dòng)開關(guān)管的通斷。制動(dòng)指令為脈沖信號(hào),也可為直流電壓信號(hào)。
(2)由直流回路電壓檢測電路處理成直流開關(guān)量信號(hào),直接控制光耦合器,進(jìn)而控制制動(dòng)開關(guān)管的開通和斷開。
圖8-26所示為富士5000GII/P11 160kVA變頻器的制動(dòng)控制電路。CPU根據(jù)檢測直流回路電壓信號(hào)輸出制動(dòng)動(dòng)作指令,經(jīng)光耦合器PC19 (PC923)、后級(jí)電壓跟隨放大器輸出制動(dòng)脈沖,經(jīng)CN23端子,控制制動(dòng)開關(guān)管的導(dǎo)通和截止。電路形式同驅(qū)動(dòng)電路是一樣的。
圖8-27所示為臺(tái)達(dá)VFD-A型3.7kW變頻器的制動(dòng)控制電路。控制電路由獨(dú)立繞組供電,以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電隔離。從CPU來的BRK制動(dòng)脈沖信號(hào),經(jīng)PH7光耦合器隔離與功率放大,驅(qū)動(dòng)制動(dòng)開關(guān)管。B1、B2為制動(dòng)電阻接入端子。驅(qū)動(dòng)信號(hào)由T250V光耦合器傳輸。
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變頻器
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制動(dòng)電路
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