变频器能耗制动

一、能耗制动

1.1、能耗制动概况

从高速到低速（零速）----这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势E>U（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来, 但由于变频器是

交—直—交主电力,AC/DC整流电路是不可逆的,因此无法回馈到电网上去，结

果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当超过设定上限值电压700V 时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗,电压随之下降，待到设定下限值(680V)时即断.这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的。

1.2、技术参数

1.2.1、制动方式：自动电压跟踪方式；

1.2.2、反映时间：1ms以下有多种噪声；

1.2.3、电网电压：300-460V，45-66Hz；

1.2.4、动作电压：700V直流，误差2V；

1.2.5、滞环电压：20V；

1.2.6、制动力矩：通常130%，最大150%；

1.2.7、保护：过热，过电流，短路；

1.2.8、滤波器：有噪声滤波器；

1.2.9、防护等级：IPOO；

（注：通常这类制动器方式是不需要另外控制，是制动单元自动完成，其制动触发电压有的厂家的产品可以通过设置电网电压来设置。制动时间往往不可以直接调整，可以通过变频器的减速时间间接控制。）

1.3、制动电阻计算方法

制动力矩制动电阻

92% R=780/电动机KW

100% R=700/电动机KW

110% R=650/电动机KW

120% R=600/电动机KW

注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大；②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件；③制动时间可人为选择；

④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的；⑤当在快速制动出现过电压时，说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值。

1.4、电阻功率计算方法

制动性

质

电阻功率

一般负

荷

W(Kw)=电阻KWΧ10℅

频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)=电阻KWΧ15℅

长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw)=电阻

KWΧ20℅

1.5、制动电路

对低压变频器来说其主电路模式几乎是统一的电压型，交--直--交电路，它由三相桥式整流，即AC/DC，滤波电路的电容器C1及C2，制动电路由晶体管T及电阻R和二级管Z组成的主控电路，三相式逆变IGBT组成为DC/AC；

1.6、驱动电路介绍

1.6.1、大功率T：可用GTR或IGBT均可，其主要参数选择如下

1.6.1.1、击穿电压UCEO=1000V即可；

1.6.1.2、集电极最大电流:按正常电压下，流经RB的电流二倍，即ICM≥2ΧUD/R；

1.6.1.3、其它参数如放大倍数，开关时间等军无严格要求；

1.6.2、驱动电路—可用集成电路组成亦为可用分立元件组成图1，图中VD5-VD8上的电压将为GTR提供反向偏置，工作过程是，当光藕VL得到信号而导通时，则V1导通且饱和，V2随即导通V3截止，使GTR导通，既有制动电阻流经RB，当VL失去信号而截止时，V1截止，随即V2截止，V3导通，GTR因反向偏而截止，这样多次反复将动能变电能，消耗在制动电阻RB上，以发热方式损耗；

1.6.3、工作信号的取出

一般均取直流电压作信号图2。当UD超过限值（如700V）时，比较器的输出为“+”，则光藕VL输出信号电流，再推动驱动电路,实现能耗制动工作状态，当如UD<(如608V)下限值时,比较器的输出为“一”，则光藕VL输出无电流，这时驱动电路不工作，处于不制动工作状态；

1.6.4、保护电路---电阻RB的标称功率比实际消耗的电功率小得多，因此电阻若通过电时间过长，必导致过热损坏，所以要有热保护，其方法有用热继电器，热敏电阻，温度开关等；

1.7 、主要应用场合

能耗制动的不足，是在制动过程中，随着电动机转速的下降，拖动系统动能也在减少，于是电动机的再生能力和制动转矩也在减少，所以在惯性较大的拖动系统中，常会出现在低速时停不住，而产生“爬行”现象，从而影响停车时间的延长或停位的准确性；仅适用一般负载的停车，但有较大能量损耗，停位不准确，然而电路简单，价格较低；

二、直流制动（又称DC制动）

1 、直流制动概况

在步电动机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。

2、主要应用场合

2.1、需要准确停车的场合；

2.2、用于阻止起动电动机由于外因引起的不规则自动旋转，例：风机，由于风管的拨风造成压差，而迫使风叶的自由旋转，甚至可能反转，故起动变频器前，先要保证拖动系统从零速开始起动，即先实施直流制动，到领速后方可起动的条件，尤其对中大型风机更为严重必要。

3、直流制动三个要素：

3.1、直流制动电压值，实质是在设定制动转矩的大小，显然拖动系统惯性越大，UDB值该相应大些，一般直流电压在15-20%左右的变频器额定输出电压约为

60-80V，有的用制动电流的百分值，当然

3.2、直流制动时间TDB，即是向定子绕组通入直流电流的时间，它应比实际需要的停机时间略长一些，亦可人为选择的。

3.3、直流制动起始频率fDB，当变频器的工作频率下降到多大时开始由能耗制动转为直流制动，这与负载对制动时间的要求有关，若并无严格要求情况下，fDB 尽可能设定得小一些。