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制动电阻器的作用和特点

来源: 时间:2022-06-06 09:57:43 浏览次数:

变频器配制动电阻器,主要是通过制动电阻消耗DC母线电容器上的部分能量,并避免电容器的高电压。理论上,如果电容器储存更多的能量,可以用来释放能量驱动电机,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。当母线电容器的电压高到一定程度时,可能会损坏电容器和一些IGBT,因此需要及时通过制动电阻器释放电能。
变频器配制动电阻器,主要是通过制动电阻消耗DC母线电容器上的部分能量,并避免电容器的高电压。理论上,如果电容器储存更多的能量,可以用来释放能量驱动电机,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。当母线电容器的电压高到一定程度时,可能会损坏电容器和一些IGBT,因此需要及时通过制动电阻器释放电能。
三相交流电全部整流后,接至电容器。母线满负荷运行时,母线正常电压约为1.35倍,380*1.35=513伏。当然,这个电压会实时波动,但电压不应低于480伏,否则会欠压报警保护。母线电容一般由两组450伏电解电容串联而成,理论耐压为900伏。如果母线电压超过这个值,电容会直接爆炸,所以母线电压无论如何也达不到900 V这么高的电压。
实际上,三相380伏输入的IGBT耐压值为1200伏,往往要求在800伏以内工作。考虑到如果电压升高,会出现惯性问题,即如果让制动电阻器立即工作,母线电压不会快速下降。因此,许多变频器被设计成让制动电阻器在700伏左右通过制动单元工作,从而降低母线电压,避免进一步冲上去。
因此,制动电阻器设计的核心是考虑电容器和IGBT模块的耐压,以避免这两个重要器件被母线的高电压损坏。如果这两个部件损坏,变频器将无法正常工作。
变频器母线电压变高的原因是变频器使电机工作在电子制动状态,IGBT经过一定的导通顺序。由于电机是大电感,电流不会突然变化,瞬间产生高压给母线电容充电。此时,电机可以快速减速。这时,如果没有制动电阻器及时消耗母线的能量,母线电压会继续变高,威胁变频器的安全。
除了重载减速场合,还需要增加制动电阻器和制动单元,以快速制动。实际上,如果满足重启动时间和快启动时间的要求,还需要制动单元和制动电阻配合启动。以前我尝试过用变频器驱动专用冲床,要求变频器加速时间设计为0.1秒。此时是满负荷启动,虽然负荷不是很重,但由于加速时间太短,此时母线电压波动很厉害,会出现过电压或过电流。分析,由于启动时间过短,母线电容电压瞬间掏空,整流器瞬间充入大电流,导致母线电压突然变高,使母线电压波动过大,可能瞬间超过700伏。有了制动电阻器,波动的高压可以及时消除,变频器可以正常工作。