变频器的发电与制动
变频器制动原理
变频器制动原理
变频器制动原理是通过控制电机的供电电压和频率来实现。
变频器中的电源模块将交流电源转换为直流电源，然后通过逆变器模块将直流电源转换为可调频率的交流电源。
控制器模块通过调节逆变器的输出频率来调节电机的转速。
当需要制动电机时，控制器会将逆变器的输出频率逐渐减小，从而降低电机的转速。
同时，控制器还会通过调节逆变器的输出电压来控制电机的转矩。
变频器制动的基本原理是通过减小电机的供电频率和电压，使电机变为发电机运行，并将发电的能量消耗掉，从而实现制动的效果。
在变频器制动过程中，通过控制逆变器的输出频率和电压，可以灵活调节制动力度和速度的变化。
这种制动方式具有调节范围宽、制动平稳可靠等特点。
需要注意的是，变频器制动时会产生大量的能量，会导致电机的发热，因此需要在设计变频器制动系统时考虑散热和保护措施，以防止电机过热和其他安全问题的发生。
关于变频器的制动技术分析
（ 、 ａ）我们考虑到工况 的特殊性 ， 假设 系统 出现某种故障 ， 导致 动力制动状态 ； ）使之回馈 到电网 ， （、 ２ 则称之为回馈制动状 态（ 又称 电机所载的位能负载 自由加速下落 ， 这时 电机处于 一种发 电运行状 再生制动状态 ） 。还有一种制动方式 ， 即直流制动 ， 以用于 要求准 可 ， ｄ升 确停车的情况或起动前制动电机 由于外界 因素引起的不规则旋转 。 态 ， 再生能量通过六个续流 二极管回送至直流 回路 ，致使 ｔ 高 ， 快使变频器处于充 电状态 ， 很 这时 的电流会很大。所以所选取电 在 书 籍 、 物 上 有 许 多专 家 谈 论 过 有 关 变频 器 制 动 方面 的设 计 与应 刊
一
电压值（ ３ ｏ Ａ 一 ５ ０ Ｄ 高到一定值时 ， Ｐ 如 ８ Ｖ Ｃ ３ Ｖ Ｃ） Ｃ Ｕ关断 Ｖ ３ 通过 Ｔ，
、
电能不断通过逆变部分回送到直流 回路 中时 ， 安全 回路发挥 在 通 用 变频 器 、 异步 电动 机 和 机 械 负载 所 组 成 的变 频调 速传 统 状态 ， 作用 ， 实现 能耗 制动 （ 阻制 动 ）控 制 、ｒ 电 ， 厂３的关 断 与 开通 ， 而 实 现 从 系统 中， 当电动机所传动 的位 能负载下放时 ， 电动机将可能 处于再 电阻 Ｒ消耗多余 的能量 ， 一般这种情况是不会 出现的。 生发电制动状态 ； 或当电动机从高速 到低速（ 含停 车 ） 减速 时 ， 率 频 （） 电动 机 电动 运 行 状 态 ２ 可 以突 减 ， 因 电机 的机 械 惯 性 ， 但 电机 可 能 处 于 再 生 发 电状 态 ， 动 传 当 Ｃ Ｕ 发 现 系统 不再 充 电时 ， 对 Ｖ ３进 行 脉 冲 导通 ， Ｐ 则 Ｔ 使得 在 系统 中所储存的机械能经 电动机转换成 电能 ， 通过逆变器的六个续 电抗器 Ｌ上行成 了一个瞬时左正右负的电压（ 图标识 】再加上电 如 ， 流 二极管 回送到变频器 的直流 回路中。此时的逆变器处于整流状 态。 这时 ， 如果变频器中没采取消耗能量的措施 ， 这部分能量将导致 解 电容 Ｃ上 的电压 就能 实现从 电容到直流 回路的能量 反馈过 程。 Ｃ Ｕ通过对电解电容 Ｃ上的电压和直流回路的 电压的检测 ，控制 Ｐ 中间回路的储能 电容器的 电压 上升。如果当制动过快或机械负载为 Ｔ 从而控制反馈电流 ， 确保直流回路 电压 提升机类时 ， 这部分能量就 可能对变频器带来损坏 ， 以这部 分能 Ｖ ３的开关频率以及 占空比， 所 ｖｄ不 出现过 高。 量我们就 应该考虑考虑 了。 ２ 系统难 点 、 在通 用变频器 中， 对再 生能量最常用的处理 方式有两种 ： ）耗 ｛、 １ （） 器 的选 取 １电抗 散到直流 回路 中人为设置的与电容器并联的“ 制动 电阻” 称 之为 中，
变频器控制系统的制动单元及其应用
36 变频器控制系统的制动单元及其应用方涌奎1 屈敏娟 2 张支钢2上海机床厂有限公司1（200093）上海长机自动化有限公司 2（200093）摘 要 阐述了在变频器控制系统中，电动机制动所带来的问题。
介绍了在变频器控制系统中，电动机的能耗制动、直流制动和回馈（再生）制动等几种方法和及其制动单元的基本原理与应用，最后以二个实例来说明制动单元的实际应用。
关键词 变频器 控制系统 制动 制动单元在日常工作中需要电动机迅速而准确的停车，为此对电动机采取一定的制动方法来实现。
但在变频器控制系统中采用同样的制动方法，由于变频器的结构而带来了一些问题，这一点必须加以重视。
1 变频器控制系统电动机制动所存在的问题在变频器控制系统中经常遇到需要电动机制动的场合，如大惯量负载的快速停车、势能负载的拖动、多级传动中的同步控制及负载突变等。
当变频器给定频率的下降速度过快时，由于所拖动的电动机带有负载（机械装置），有较大的机械惯量而不能很快地下降，使电动机绕组切割旋转磁场的速度加快， 绕组的电动势和电流增大，造成电动机侧的反电势E 大于端电压U ，电动机处于制动状态或发电状态，且有较强的制动转矩。
这一能量的回馈将通过变频器的逆变环节中与大功率管并联的二极管流向变频器的直流供电环节。
对于通用变频器来说，其基本结构多是“整流+滤波+逆变”的“交-直-交”系统， 其整流部分大多采用不可逆的桥式整流电路，因此无法将这能量回馈给主电路，结果就造成变频器直流供电环节中的电容器二端电压（通常称之泵升电压）升高。
当回馈能量较大时，还会引起直流回路的过电压而发生变频器的过电压故障。
这就是在变频器控制系统中，电动机制动所带来的新问题，必须加以注意。
2 变频器控制系统电动机制动的方法 2.1 能耗制动对于变频器，如果输出频率降低，电动机转速将跟随频率同样降低，这时会产生制动过程。
由制动产生的功率将返回到变频器侧，这些功率以电阻发热形式消耗，因此该制动方法被称作“能耗制动”。
变频器制动方法与原理
变频器制动方法与原理变频器是一种能够改变输电频率的电子装置，常用于调节交流电机的运行速度。
在交流电机中，为了能够实现运行速度的控制，通常需要使用变频器进行制动。
变频器制动方法主要包括电阻制动、逆变制动和反接制动。
1.电阻制动：电阻制动是通过在电机电源回路中增加一个电阻来增加电路的电阻值，从而实现制动的方法。
当制动时，电阻的阻值会逐渐增加，使电路中的电流减小，进而减小了电机的转速。
电阻制动主要用于快速制动和刹车等需要快速停车的应用场景，例如电梯等。
2.逆变制动：逆变制动是通过变频器反向变频输出来实现制动的方法。
在逆变制动过程中，变频器逆向输出变频信号，以降低电机的转速。
逆变制动相对于电阻制动具有更好的性能和控制效果，可以实现精确的控制和制动。
逆变制动适用于对转速要求较高的应用场景，例如卷筒、测试架等。
3.反接制动：反接制动是在变频器输出电路中反接一个较低的电源电压，通过减小电机的输入电压来实现制动的方法。
反接制动的原理是改变电机供给电源的电路连接方式，在短时间内将电机的输入电压降到一个较低的值，从而实现制动。
反接制动适用于一些特殊的应用场景，例如连续运动的装置，可在不需要停机的情况下实现制动。
变频器制动的原理是通过控制变频器输出电源的频率和电压来改变电机的转速。
变频器通过调节输出电源的频率和电压，可以实现对电机的精准控制，从而实现加速、减速和制动等操作。
在制动过程中，变频器会根据设定的制动参数，控制输出电源的频率和电压变化，通过改变电机的输入电压和频率，来实现制动。
-输出频率和电压的控制：通过调整变频器的输出频率和电压，可以改变电机的转速。
在制动过程中，频率和电压会逐渐降低，从而减小了电机的输入功率，实现制动效果。
-制动参数的设定：变频器可以通过参数设定实现对制动过程的控制。
可以根据实际需要设定制动的时间、制动的过程曲线等参数，从而实现不同形式和效果的制动。
-制动模式的选择：变频器通常具有多种制动模式可供选择，可以根据实际需要选择合适的制动模式。
起重机用变频器的制动及功率要求
起重机用变频器的制动及功率要求1．变频器的选择(1)行走机构变频器的选择起重机的行走机构分大车机构（纵向）和小车机构（横向），两种机构一般采用多台电动机传动方案。
由于起重机行走机构的传动惯量较大，为了满足电动机起动时需有较大的加速转矩，因此起重机行走机构所需的电动机轴输出功率PM应由负载功率Pj和加速功率Pa组成，即PM≥Pj+Pa行走机构可以每台电动机配一台变频器，也可以所有的行走电动机共用一台变频器。
变频器可以选择通用的基本U/f控制变频器，开环控制。
当采用一台变频器驱动时，变频器容量选择应满足下式ICN≥knIM式中k-电流波形修正系数，取1.05~1.1；ICN-变频器额定输出电流(A)；IM-工频电源时单台电动机的额定电流(A)；n-一台变频器拖动的电动机数量。
当变频器采用“一拖多”控制时，变频器提供的电子热继电器保护功能无法实现对单台电动机的过载保护，因此在每台电动机回路中要串入带有热过载保护功能的低压断路器，以实现对单台电动机的过载保护，电动机故障信号取自低压断路器的辅助触点。
(2)提升变频器的选择变频器的容量必须大于负载所需求的输出，即式中K-过载系数，一般取值为1.33；PM-负载要求的电动机轴输出功率(kW)；η-电动机效率；cosφ-电动机的功率因数。
起升机构要求的起动转矩为1.3~1.6倍的额定转矩，考虑到需有125%的超载要求，其最大转矩需有1.6～2倍的额定转矩，以确保其安全使用。
对于拖动等额功率电动机的变频器来说，可提供长达60s、150%额定转矩的过载能力，因此过载系数k=2/1.5=1.33。
在变频器容量选定后，还应做电流验证，即ICN≥kIM式中k-电流波形修正系数，取1.05~1.1；ICN-变频器额定输出电流(A)；IM-工频电源时的电动机额定电流(A)。
为了提高提升变频器在低速传动时的动态特性和高转矩输出能力，要选用矢量控制变频器，并采用脉冲编码器组成速度闭环控制系统。
变频器参数及功能详解(最全)
1.2变频器结构
1.3变频器工作原理
1.4变频器基本参数
1.5变频器软件Drive windows PC使用说明
1.6变频器程序功能
1.7控制方框图
1.8信号与参数功能
1.9故障追踪
1.1概述
变频器作为一个工业产品的名称被应用在风电行业，也称变流器（converter）。在风电行业，变频器有其特殊的结构，主要区别在于，A、风电行业的变频器带有并网柜；B、风电行业的变频器带有crowbar（电网故障时，用于保护变频器）。另外风电变流器应满足恶劣、高海拔、振动、高温、低温等环境的要求，环境的要求详见第四部发电系统技术条件。我公司2.0MW风电机组采用双馈发电方式，因此对于全功率变频器的原理及实现方式不予介绍。本部分变频器的目标对象是ABB生产的ACS800-67－1160/480，该变频器作为一款广泛应用的风电变频器，其结构、原理、功能等方面与各主流的变频器基本一致。
图1.3.1变频器基本结构
1.3.2并网原理
1.3.2.1并网过程分为两个部分：同步和并网。
并网的基本条件是：定子电压和电网电压同幅、同相位、同频、同相序。变频器通过检测发电机转子的位置，及电网磁场电角度，给定发电机转子励磁，使得发电机定子电压满足并网条件。
1.3.2.2同步主要目的是：在闭合定子和电网之间的主断路器前，迫使定子电压与电网电压同步。这会降低断路器闭合时的瞬态电流转矩冲击。为了正确地完成这个动作，电网、定子、转子和编码器的相序必须正确。其次目的是：确定由编码器测出的转子的实际位置，以便转子磁通能正确的转换到定子侧，反之亦然。
图1.3.2-2转子相序错误
1.3.2.3并网
对双馈发电方式将风力发电机连接到电网上的步骤如下：
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
常用变频器的制动方式有哪几种？
常用变频器的制动方式有哪几种？
常用的变频器制动方式有四种。
1、能耗制动：能耗制动方式通过斩波器和制动电阻，利用设置在直流回路中的制动电阻来吸收电机的再生电能，实现变频器的快速制动。
2、回馈制动：回馈制动方式是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。
实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。
3、直流制动：直流制动，一般指当变频器输出频率接近为零，电机转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。
可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。
4、直流回馈制动：共用直流母线回馈制动方式的原理是：电动机A的再生能量反馈到公共的直流母线上，再通过电动机B消耗其再生能量;共用直流母线回馈制动方式可分为共用直流均衡母线回馈制动和共用直流回路母线回馈制动两种方式。
变频器的原理与操作
三、基本功能参数一览表
参数 编号
名称
单位
初始值
0
转矩提升
0.1%
1
上限频率
0.01HZ
2
下限频率
0.01HZ
3
基底频率
0.01HZ
4 3速设定(高速)RH 0.01HZ
5 3速设定(中速)RM 0.01HZ
6 3速设定(低速)RL 0.01HZ
·将启动指令设定为ON后电机便开始运转，
·同时根据频率指令（设定频率）的大小决
定电机的转速，
·将启动指令设定为OFF后电机便停止运转。
启停指令的来源有三种：
1.控制面板（PU）
·变频器控制面板上有FWD、REV和STOP
按键，可以设定它们为启停指令。
·这种启停变频器的方法是最基本的控制方
法，常用于单台变频器的控制或者变频器 的测试。
启停指令的来源有三种：
2.接线端子（EXT）
变频器外部接线端子条上有STF、STR、 STOP等端子,可以设定它们与公共端子 SD之间的通断(通过外部开关、扳钮、按 钮或者PLC上的开关量输出)为启停指令。
这种启停变频器的方法用得最普遍，常用 于多台变频器的联合控制或者安装在柜内 的变频器控制。
启停指令的来源有三种：
变频是交流电机调速的主要方法
异步电动机的速度表达式：
n 60 f1 (1 s) 转/分 np
如果
频率f1=50Hz, 极对数np=2,
则转速=1440转/分
转差率s=0.04，
交流电动机的转速与频率成正比
如果
频率f1=10Hz, 极对数np=2, 则转速=240转/分 转差率s=0.04，
四象限和二象限变频器
四象限和二象限变频器变频器是一种用于控制交流电动机速度的设备，它可以通过调整电机供电频率和电压来实现对电机转速的精准控制。
常见的变频器可以根据其工作方式分为四象限变频器和二象限变频器。
四象限变频器四象限变频器是指可以在正转和反转、制动和发电四个象限中灵活控制电机的变频器。
通常，四象限变频器具有以下特点：•双向转换能力：四象限变频器可以使电机在正转和反转方向上运行，并且能够实现在快速转向时的安全控制。
•回馈控制：四象限变频器通常配备速度、位置等传感器，通过回馈控制系统实现对电机的精准控制。
•制动功能：四象限变频器在需要制动或逆变时可以将电机生成的能量回馈到电网中，实现能量的回收和节能。
由于四象限变频器具有较为复杂的控制功能，通常适用于对电机速度要求较高、需要频繁变向和制动的场合，如电梯、升降机等。
二象限变频器二象限变频器是指只能在正转和制动两个象限中进行控制的变频器。
相比于四象限变频器，二象限变频器具有以下特点：•单向转换能力：二象限变频器只能使电机在正转方向上运行，无法实现反转功能。
•简化控制：由于不需要考虑反转和发电的情况，二象限变频器的控制逻辑相对简单，易于使用和维护。
二象限变频器适用于对电机速度要求较低、不需要反转控制的场合，如风机、水泵等。
结论在实际工程应用中，四象限和二象限变频器根据具体需求选择使用。
四象限变频器适用于对电机控制精度和灵活性要求较高的场合，而二象限变频器则适用于对控制要求相对简单、成本相对低廉的场合。
根据实际情况选择适合的变频器类型，可以最大程度地提高电机的效率和控制性能，实现能耗节约和设备寿命延长的目标。
变频器的基础知识,原理及应用
三、变频器如何改善电机的输出转矩
转矩提升：常规的 V/F 控制，电机定子上的电压降随着电机速度的降低而 相对增加，这就导致电机励磁不足而不能获得足够的旋转力。为了补偿这个 不足， 变频器需要提供一个补偿电压， 来补偿电机速度降低而引起的电压降。 变频器的这个功能叫转矩提升， 通过增加变频器的输出电压(主要在低频时)，
其他关于散热的问题： 在海拔高于 1000m 的地方，因为空气密度降低，因此应加控制柜的冷却风 量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，海拔每升高 1000m，变 频器降容 5%，但是也要看具体的应用，因为变频器设计的负载能力和散热 能力一般比实际使用的要大， 开关频率：变频器的发热主要来自于 IGBT，IGBT 的发热主要集中在“开” 和“关”的瞬间。IGTB 开关频率高时，变频器的发热量就自然变大了。有 的厂家宣称降低开关频率可以扩容就是这个道理。
变频器回馈制动原理
变频器回馈制动原理变频器回馈制动是一种常见的制动方式，它通过利用变频器的特性来实现制动效果。
在本文中，我们将详细介绍变频器回馈制动的原理和工作过程。
让我们了解一下变频器的基本原理。
变频器是一种电力调节设备，用于控制交流电机的转速和转矩。
它通过改变电源频率和电压来控制电机的运行状态。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
在正常运行情况下，变频器将电能转换为机械能，从而驱动电机运转。
然而，在某些情况下，我们需要对电机进行制动，以便快速停止或减速。
这时，变频器回馈制动就发挥了重要作用。
变频器回馈制动的原理是利用电机的反电动势来实现制动效果。
当电机在运行时，它会产生一个反电动势，这是由于电机的旋转运动产生的感应电动势。
反电动势的大小与电机的转速成正比。
在变频器回馈制动中，当我们需要制动电机时，变频器会改变输出频率和电压的波形，使其与电机产生的反电动势波形相反。
这样，反电动势和变频器输出波形之间会产生一个差值，导致电机受到制动力矩的作用，从而减速或停止。
具体来说，变频器回馈制动可以分为两个阶段：制动准备阶段和制动执行阶段。
在制动准备阶段，变频器会检测电机的转速，并根据设定的制动要求计算出制动力矩。
然后，变频器会调整输出频率和电压的波形，使其与电机的反电动势波形相反。
在制动执行阶段，变频器将调整后的波形输出给电机，从而产生制动力矩。
这个制动力矩会逐渐减小电机的转速，直到电机停止或达到设定的减速要求。
需要注意的是，变频器回馈制动具有一定的局限性。
首先，制动效果受到电机的特性和负载情况的影响。
其次，制动过程中会产生一定的能量损耗，需要考虑能量回收和散热等问题。
总结起来，变频器回馈制动是一种利用电机的反电动势来实现制动效果的方法。
通过调整变频器的输出波形，可以产生制动力矩，从而减速或停止电机的运动。
然而，制动效果受到多种因素的影响，需要根据实际情况进行调整和优化。
希望本文对您理解变频器回馈制动的原理有所帮助。
变频器电路中的制动电路
变频器电路中的制动控制电路一、为嘛要米用制动电路？因惯性或某种原因，导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时，此时电机由“电动”状态进入“动电”状态，使电动机暂时变成了发电机。
一些特殊机械，如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等，风机等当电动机减速、制动或者下放负载重物时，因机械系统的位能和势能作用，会使电动机的实际转速有可能超过变频器的给定转速，电机转子绕组中的感生电流的相位超前于感生电压，并由互感作用，使定子绕组中出现感生电流——容性电流，而变频器逆变回路两端并联的二极管和直流回路的储能电容器，恰恰提供了这一容性电流的通路。
电动机因有了容性励磁电流，进而产生励磁磁动势，电动机自励发电，向供电电源回馈能量。
这是一个电动机将机械势能转变为电能回馈回电网的过程。
此再生能量由变频器的逆变电路所并联的二极管整流，馈入变频器的直流回路，使直流回路的电压由左右上升到六、七百伏，甚至更高。
尤其在大惯性负载需减速停车的过程中，更是频繁发生。
这种急剧上升的电压，有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块，造成较大的电压和电流冲击甚至损坏。
因而制动单元与制动电阻（又称刹车单元和刹车电阻）常成为变频器的必备件或首选辅助件。
在小功率变频器中，制动单元往往集成于功率模块内，制动电阻也安装于机体内。
但较大功率的变频器，直接从直流回路引出、端子，由用户则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻。
—例维修实例：一台东元变频器，因模块炸裂送修。
检查、相模块俱已损坏，驱动电路受强电冲击也有损坏元件。
将模块和驱动电路修复后，带电机试机，运行正常。
即交付用户安装使用了。
运行约一个月时间，用户又因模块炸裂。
检查又为两相模块损坏。
这下不敢大意了，询问用户又说不大清楚。
到用户生产现场，算是弄明白了损坏的原因。
原来变频器的负载为负机，因工艺要求，运行三分钟，又需在秒内停机。
采用自由停车方式，现场做了个试验，因风机为大惯性负荷，电机完全停住需接近分钟。
变频器三相制动单元原理
变频器三相制动单元原理变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种能够控制交流电机的电子设备。
它可以通过改变电源供电频率来调整交流电机的转速，从而实现对电机的速度调节。
三相制动单元是变频器的一个重要组成部分，用于控制电机的制动过程。
本文将详细介绍变频器三相制动单元的原理。
变频器三相制动单元主要分为散流型制动单元和逆变型制动单元。
散流型制动单元是通过外接电阻来实现制动的，逆变型制动单元则是通过逆变电路来实现制动的。
下面分别对这两种制动单元的原理进行介绍。
散流型制动单元的原理是通过改变电机回馈的电能来实现制动。
当电机在运行过程中需要制动时，散流型制动单元会将电机接入到外接电阻上，使电机的电能转化为热能进行散热，从而减慢电机的转速。
具体实现时，散流型制动单元通常包括一个电机回路切换器和一个电阻调节器。
电机回路切换器用于控制电机的运行状态，将电机从主回路切换到制动回路；电阻调节器则用于控制电机接入电阻的阻值，从而控制制动过程的效果。
逆变型制动单元的原理是通过逆变电路来实现制动。
逆变电路是一种可以将直流电转换为交流电的电路，它由多个功率半导体器件（如晶闸管、IGBT等）组成。
当电机在运行过程中需要制动时，逆变型制动单元会对电机的供电进行逆变，将直流电转换为交流电，并通过逆变电路的控制，使电机产生与运行方向相反的电磁转矩，从而实现制动。
逆变型制动单元通常包括一个逆变电路和一个制动电阻。
逆变电路用于控制电机的供电，而制动电阻则用于吸收电机回馈的电能，从而实现电机的制动。
无论是散流型制动单元还是逆变型制动单元，它们都可以通过变频器的控制面板来进行操作。
在制动过程中，变频器可以检测电机的电流和速度，并根据设定的参数来调节制动单元的工作状态，从而实现精确的制动控制。
此外，变频器还可以通过反馈回路来实时监测电机的转速和电流，从而调整制动单元的工作参数，保证制动过程的平稳性和可靠性。
总之，变频器三相制动单元是通过改变电机的供电方式来实现制动的。
变频器制动方法与原理
变频器供电的异步电动机电气制动方法与原理1 引言在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传动系统中，当电动机减速或者拖动位能负载下放时，电动机的实际速度将高于旋转磁场的旋转速度。
为了使电动机的实际速度与给定速度相符，就必须采取制动措施。
异步电动机的制动方法有再生发电制动、直流制动和机械抱闸制动。
而机械抱闸制动直观，这里不做介绍，只介绍前面两种电气制动方法。
为了便于介绍电气制动的原理与方法，首先回顾一下，异步电动机的运行原理。
2 异步电机运行原理众所周知，异步电动机的定子上装有一套在空间上对称分布的三相绕组AX、BY、CZ如图1所示。
当给这三相绕组通以交流电时, 则在定转子气隙中产生磁场。
此磁场在任何瞬间都是三相绕组各磁场的总和。
通过右手定则对图1中不同瞬间电流与磁场方向的关系可知，合成磁场FΣ的方向与电流为最大值那一相绕组的轴线方向一致。
因此随着电流最大值依次由A相→B相→C相→A相等顺序变化，合成磁场的方向也依次指向A相→B相→C相→A相等各相绕组的轴线方向。
这就是说，这个合成磁场是一个“旋转磁场”。
其旋转速度n0(同步转速)与交流电源频率成正比，而与磁场极对数成反比。
图1 旋转磁场形成由于旋转磁场的作用，转子导体切割磁场磁力线而产生感应电势，这个感应电势使闭合的转子导体产生电流，通电导体在磁场中又受到一个力的作用，这个作用在导体上的力，将使异步电动机旋转，其某一瞬间情况如图2所示。
根据右手定则可知转子闭合导体电流的方向。
再根据左手定则可知转子导体受力方向。
此作用力产生的转矩XTD将克服阻力矩Mfz，使电机加速到电动力矩等于阻力矩为止。
图2 旋转力矩形成3 电气制动的方法与原理采用通用变频器供电的异步电动机电气制动有直流制动与再生发电制动(能耗制动)两种。
现就这两种制动方法与制动原理分述如下。
3.1 直流制动直流制动是使变频器向异步电动机的定子任意两相通以直流电，异步电动机便处于能耗制动状态。
变频器的制动及性能分析
【 ｓｒｃ］ ｅｕ ｎｙｃｎ ｅ ｅ ｓｅ ｕｐ ｅ ｔｗ ｉｈ ｉ ｕｅ ｏｃ ａｇ ｈ ｒｑ ｅ ｃ ｆｅｅｔｃｌ ｎ ｔａ ｏｈ ｓａ ｒｌ ｉ ｈ ｇ ｇｔｅＡＣ Ａｂｔａ ｔｆ ｑ ｅｃ ｏｖｎ ｒｉ ｑ ｉｍ ｎ ｈｃ ｓ ｓｄｔ ｈｎ ｅｔｅｆ ｕｎ ｙｏ ｌ ｒ ａ，ａｄ ｉ ｌ ａ ｏｅ ｎ ｃａ ｉ ｒ ｅ ｃｉ ｓ ｎ ｎ ｈ
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Ｏห้องสมุดไป่ตู้前 言
在 当今 电力 拖 动 系 统 中调 速 环 节 大 量 采 用 变频 调 速 系 统 ， 机 的 电 电 阻值 和 功 率 值 ， 能 按 变频 器 制 造 厂 商 推 荐 使 用 的 制 动 单 元 和 制 动 不 降 速 和停 机 是 通 过 逐 渐 减 小变 频 器 输 出 频 率来 实现 的 。 频 率 减 少 的 在 电 阻 的容 量 。必需 增 加 制 动 单 元 和 制 动 电 阻 的容 量 。制动 电阻 的 阻值 瞬间， 电机 同步 转 速 随 之下 降 ， 出于 机 械 惯性 的 原 因 ， 子 转 速 下 降很 转 决 定 制 动 电流 ， 决定 着 定 动 时 间的 长 短 。 这 种 机 械 设备 负 载特 性 是 也 慢 。 同步 转 速 小 于 转 子转 速 时 ， 子 电流 的 相 位几 乎 改 变 了 １０度 ， 当 转 ８ 转 动惯 量 很 大 ， 液 压 机 械刹 车 的同 时 必 需 使 用 制 动 单元 和 制 动 电 阻 用 电 机从 电 动状 态 转 变 为 发 电 状 态 ． 此 同 时 ， 机 轴 上 的 转 矩 变 成 了 与 电 来 实 现快 速 停 机 ． 样 的 负载 特 性 在 很 短 的 时 间 内 要 把 制 动 所 产 生 的 这 制 动 转 矩 ， 电 机 的转 速迅 速 下 降 ． 时 电动 机 处 于 再 生 制 动状 态 。 使 此 能 量 迅 速 释 放 掉 ， 择 制 动 电 阻 的 功 率 要 比 厂 商 推 荐 大 一 倍 。 能 保 选 才 对 于 变 频 器 ， 输 出频 率 降 低 ， 机 的旋 转 磁 场 也 同样 降低 ， 如果 电 就 证 电 阻能 长 时 间 工 作 ， 而不 会 因为 温 度 过 高 而 烧坏 ； 体 使 用 中 ， 动 具 制 会 产生 制 动 过 程 。 频器 的 电路 结 构 不 可 能将 再 生 制 动 电 能 返馈 回 电 电 阻 接线 要 牢 靠 ． 电 阻 接 线 端 要 考 虑 电线 的 散 热 问 题 ， 保 制 动 电 变 与 确 网， 只能 靠 变 频 器 自身 的 电容 器 吸 收 ， 果 制 动 时 问 过 长 ， 在 直 流 电 如 会 阻具 有 良好 的 散热 条 件 。 容 端 产 生 电压 叠 加 ， 高 的 直 流 电 压 可 对 电解 电 容 、 子 开 关 造 成 损 过 电 坏 而影 响 系 统 的稳 定 性 。 用 型 变 频 器 可提 供 的制 动 方 式 ： 耗制 动 。 ２ 变 频 器 直流 制动 通 能 再 生 制 动 ， 流返 馈 等 。 整 直 流 制 动 ， 指 电 机 脱 离 电 源 后 ， 出一 组 直 流 电 源 到 交 流 异 步 是 输 电机 的定 子 任 意 两 相 绕 组 ， 生 直 流 磁 场 ． 子 切 割 静 止 磁 场 而 产 生 产 转 制 动 转 矩迫 使 电机 停 止 转 动 。由于 是 在 交流 异 步 电 机 的定 子 两 相 绕 组
变频器制动单元的组成
变频器制动单元的组成变频器制动单元是一种重要的电力电子设备，主要用于变频器系统中，其主要作用是保护变频器免受电动机产生的再生电能的干扰，防止变频器发生过压现象。
一、制动单元的基本组成1.制动电容器：制动电容器是制动单元的主要元件，主要负责承受电机产生的再生电能。
这种电容器需要能够在规定的电压范围内储存电能，并且能够快速地释放这些电能。
2.制动晶闸管：制动晶闸管是制动单元的另一个重要元件，主要负责承受电压和电流。
它的主要作用是当电容器充满电时，通过控制晶闸管的通断，将电容器中的电能释放到制动电阻上，从而将再生电能消耗掉。
3.控制电路：控制电路是制动单元的核心部分，主要负责控制晶闸管的通断。
这个电路需要根据电机的运行状态和变频器的指令，实时地调整晶闸管的通断状态，以保证制动单元能够有效地消耗掉再生电能。
4.检测电路：检测电路主要负责检测马达终端电压。
这个电路的作用是当马达在外力的作用下减速时，能够及时地检测到马达产生的再生电能，并将这个信息传递给控制电路，以便控制电路能够及时地调整晶闸管的通断状态。
二、制动方式直接短接制动方式：直接短接制动方式是指当驱动电机停止时，制动电容器通过制动晶闸管将电能直接释放到马达中，用以抵消马达旋转惯性的能量。
这种制动方式的优点是制动效率高、制动能量大，但缺点是制动过程中容易产生噪声和振动。
间接制动方式：间接制动方式是指当驱动电机停止时，制动电容器通过制动电阻将电能消耗掉。
这种方式的优点是制动过程平稳、无噪声和振动，但缺点是制动效率相对较低。
三、动作过程当电动机在外力的作用下减速时，电机以发电状态运行，产生再生能量。
其产生的三相交流电动势被变频器逆变部分的六个续流二极管组成的三相全控桥整流，使变频器内直流母线电压持续升高。
当直流电压达到某一电压（制动单元的开启电压）时，制动单元功率开关管开通，电流流过制动电阻。
制动电阻释放热量，吸收再生能量，电机转速下降，变频器直流母线电压降低。
变频器直流制动原理的应用
变频器直流制动原理的应用1. 介绍变频器是一种电气设备，用于控制交流电动机的速度和转矩。
它通过改变电机供电的频率和电压来控制电机的运行状态。
在一些特定的应用场景中，常常需要使用到变频器的直流制动功能。
本文将介绍变频器直流制动的原理及其应用。
2. 变频器直流制动原理变频器直流制动是通过改变电机供电的方式，利用直流电流来制动电机的转动。
在制动过程中，变频器将交流电源的电能转化为直流电能，然后通过电阻等元件将电能释放为热能。
这样就能够实现对电机速度的快速减速和制动。
变频器直流制动的原理如下： - 当变频器检测到制动指令时，会将电机输入电源的频率降低至零，并将电源的电压降至最低限度。
- 同时，变频器会启动直流电源，将交流电能转化为直流电能。
- 直流电能通过电机的定子绕组产生磁场，使转子受到电磁制动力的作用，从而减速和制动电机的转动。
- 同时，变频器还通过电阻等元件将直流电能释放为热能，以保护电路和电机。
3. 变频器直流制动的应用变频器直流制动在很多工业领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 电梯在电梯的运行过程中，为了保证行车的安全和平稳，常常需要进行制动操作。
变频器的直流制动功能可以实现电梯的快速制动，避免因制动不及时而产生的危险。
3.2 输送机在物流系统中，输送机常常用于将物品从一个地方转移到另一个地方。
当需要紧急停止输送机时，可以通过变频器的直流制动功能实现快速制动，避免物品滑出输送机造成事故。
3.3 制冷设备在一些制冷设备中，需要控制冷却器或压缩机的运行状态。
通过变频器的直流制动功能，可以快速停止制冷设备的运行，避免因温度过高或过低而造成设备损坏或能源浪费。
3.4 机械设备在一些机械设备中，为了控制设备的转速和停止状态，常常需要使用到变频器的直流制动功能。
例如，在纺织设备中，通过控制电机的制动方式，可以实现快速停止纺织设备的运行。
4. 总结变频器的直流制动功能是一种重要的控制手段，可以实现对电机的快速减速和制动。
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浅谈负载发电和变频制动的方式浅谈负载发电和变频制动的方式［作者：李方园宁波捷创技术有限公司转贴自：中国电器论坛］1 前言不少的生产机械在运行过程中需要快速地减速或停车，而有些设备在生产中要求保持若干台设备前后一定的转速差或者拉伸率，这时就会产生发电制动的问题，使电机运行在第二或第四象限。
然而在实际应用中，由于大多通用变频器都采用电压源的控制方式，其中间直流环节有大电容钳制着电压，使之不能迅速反向，另外交直回路又通常采用不可控整流桥，不能使电流反向，因此要实现回馈制动和四象限运行就比较困难。
图一变频器调速系统的二种运行状态图一所示为变频器调速系统的二种运行状态，即电动和发电。
在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。
当同步转速w1小于转子转速w时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩Te，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。
电机再生的电能P经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。
由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压Ud升高。
过高的直流电压将使各部分器件受到损害。
因此，对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。
本文阐述的就是处理再生能量的方法：能耗制动和回馈制动。
2 能耗制动的工作方式能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动（如图二所示）。
这是一种处理再生能量的最直接的办法，它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。
2.1 制动单元制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。
制动单元可分内置式和外置式二种，前者是适用于小功率的通用变频器，后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。
从原理上讲，二者并无区别，都是作为接通制动电阻的“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
2.2 制动电阻制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。
通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种：前者采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量，并选用高阻燃无机涂层，有效保护电阻丝不被老化，延长使用寿命；后者电阻器耐气候性、耐震动性，优于传统瓷骨架电阻器，广泛应用于高要求恶劣工控环境使用，易紧密安装、易附加散热器，外型美观。
2.3 制动过程能耗制动的过程如下：A、当电机在外力作用下减速、反转时（包括被拖动），电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；B、当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；C、制动电阻消耗电能为热能，电机的转速降低，母线电压也降低；D、母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；E、采样母线电压值，制动单元重复ON/OFF过程，平衡母线电压，使系统正常运行。
2.4 安装要求制动单元与变频器之间，以及制动单元与电阻之间的配线距离要尽可能短（线长在2m以下），导线要足够粗；制动单元在工作时，电阻将大量发热，应此要充分注意散热，并使用耐热导线，导线请勿触及电阻器；放电功率电阻应使用绝缘挡片固定牢固，安装位置要确保良好散热，建议电阻器安装在电控柜顶部。
2.5 制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；B、接着计算制动电阻的阻值在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：D、最后计算制动电阻的标称功率。
由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 =制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率X 制动使用率%2.6 制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
图二能耗制动和制动单元、制动电阻的连接方式3 共用直流母线方式的回馈制动对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。
于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而在目前大部分的通用变频器还不能通过单独的一台变频器来实现再生能量的情况下，如何用最简单的办法来实现回馈制动呢？为解决以上问题，这里介绍了一种共用直流母线方式的再生能量回馈系统，通过这种方式，它可以将制动产生的再生能量进行充分利用，从而起到既节约电能又处理再生电能的功效。
3.1 工作原理我们知道通常意义上的异步电机多传动包括整流桥、直流母线供电回路、若干个逆变器，其中电机需要的能量是以直流方式通过PWM逆变器输出。
在多传动方式下，制动时感生能量就反馈到直流回路。
通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电机上，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。
在实际的应用中，多传动的系统造价高、品牌少，也往往使用在钢铁、造纸等高端市场。
以此参照到众多的制动小系统应用，也不失为一种效率好、节能高的制动方式。
图三共用直流母线的回馈制动方式图三接线是典型的共用直流母线的制动方式，M1是处于电动状态，M2经常处于发电状态，三相交流电源380V接到处于电动状态的电机M1上的变频器VF1端，而VF2则通过共用直流母线方式与VF1的母线相连。
在此种方式下，VF2仅做为逆变器在使用，M2处于电动时，所需能量由交流电网通过VF1的整流桥获得；M2处于发电时，反馈能量通过直流母线由M2的电动状态消耗。
3.2 应用范围共用直流母线的制动方式可典型应用于造纸机械、印刷机械、离心分离机以及系统驱动等。
在这些应用中，有一个共同的特点：即处于发电状态的M2的容量远远小于处于电动状态的M1的容量，而且当M1的电动状态停止时（即变频器VF1待机），M2的发电状态随即转为电动状态。
这样，直流母线电压就不会快速升高，系统始终处于比较稳定的状态。
这里以离心机为例进行应用说明。
过滤式螺旋卸料离心机，在全速下连续进料、连续卸料，自动完成进料、分离、洗涤、卸料等工序。
离心机的核心是过滤型转鼓，利用主机和副机的差转速来控制卸料速度，并实现无人安全操作。
在处理过程中，主机始终处于电动状态，而副机则由于转速差的作用，基本上处于发电状态。
主机和副机功率通常为22KW和5.5KW、30KW和7.5KW、45KW和11KW 等4:1匹配，符合本节阐述的工作方式。
为考虑到副机供电也是由主机变频器的整流桥提供，因此必须考虑到VF1的整流桥的额定电流（不同的变频器厂商其整流桥规格不一样），以此来决定VF1的选型。
VF2的选型必须考虑到能够屏蔽输入缺相功能的变频器。
应用本制动方式后，离心机不仅效率提高，而且节能效果好、运行平稳、维护简单。
3.3 制动特点采用共用直流母线的制动方式，具有以下显著的特点：a. 共用直流母线和共用制动单元，可以大大减少整流器和制动单元的重复配置，结构简单合理，经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大；c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性；d. 提高系统功率因数，降低电网谐波电流，提高系统用电效率。
4 回馈到交流电网的制动方式在生产工况中，我们往往又会碰到另外一个问题：如何真正实现从电机到直流母线、再从直流母线到交流电网的能量回馈呢？由于通用变频器一般采用不可控整流桥，因此必须采取其他的控制方式来实现。
4.1 工作原理要实现直流回路与电源间的双向能量传递，一种最有效的办法就是采用有源逆变技术：即将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。
图四所示为回馈电网制动原理图，它采用了电流追踪型PWM整流器，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度。
同时，这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功的交换。
图四回馈电网制动原理图4.2 制动特点? 广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合，节能运行效率高；? 不产生任何异常的高次谐波电流成分，绿色环保；? 功率因数≈1；? 多电机传动系统中，每一单机的再生能量可以得到充分利用；? 节省投资，易于控制网侧谐波和无功分量；5 结束语通用电压型变频器只能运行于一、三象限即电动状态，因此在以下应用场合，用户必须考虑配套使用制动方式：电机拖动大惯量负载（如离心机、龙门刨、巷道车、行车的大小车等）并要求急剧减速或停车；电机拖动位能负载（如电梯，起重机，矿井提升机等）；电机经常处于被拖动状态（如离心机副机、造纸机导纸辊电机、化纤机械牵伸机等）。
以上几类负载的共同特点，要求电机不仅运行于电动状态（一、三象限），而且要运行于发电制动状态（二、四象限）。
为使系统在发电制动状态能正常工作，必须采取适当的制动方式。
本文试图从工程的角度论述了能耗制动、回馈到共用直流母线方式的制动、回馈到交流电网的制动共3种典型制动方式的工作原理，以及应用范围和优缺点。
参考文献:1、《通用变频器及其应用》满永奎等编北京：机械工业出版社 1998年2、《电力拖动自动控制系统》北京机械工业出版社陈伯时主编 1992年。