制動(dòng)電阻,是波紋電阻的一種,,主要用于變頻器控制電機(jī)快速停車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)中,,幫助電機(jī)將其因快速停車(chē)所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。
一,、制動(dòng)單元原理:制動(dòng)單元由大功率晶體管GTR及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成,。其功能是為放電電流環(huán)節(jié)電容器在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)儲(chǔ)存不了或者內(nèi)接的制動(dòng)電阻來(lái)不及消耗掉而使直流部分“過(guò)壓"時(shí),需要加外接制動(dòng)組件,,以加快消耗再生電能的速度,。
二、制動(dòng)電阻原理:電動(dòng)機(jī)在工作頻率下降過(guò)程中,,將處于再生制動(dòng)狀態(tài),,拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能要反饋到直流電路中,使直流電壓UD不斷上升,,甚至可能達(dá)到危險(xiǎn)的地步,。因此,必須將再生到直流電路的能量消耗掉,,使UD保持在允許范圍內(nèi),。制動(dòng)電阻就是用來(lái)消耗這部分能量的,。
三、制動(dòng)單元+電阻:制動(dòng)單元由大功率晶體管GTR及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成,。其功能是為放電電流IB流經(jīng)制動(dòng)電阻提供通路,。
以下是制動(dòng)單元的動(dòng)作過(guò)程:
a、當(dāng)電動(dòng)機(jī)在外力的作用下減速時(shí),,電機(jī)以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行,,產(chǎn)生再生能量。其產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)被變頻器逆變部分的六個(gè)續(xù)流二極管組成的三相全控橋整流,,使變頻器內(nèi)直流母線(xiàn)電壓持續(xù)升高,。
b、當(dāng)直流電壓達(dá)到某一電壓(制動(dòng)單元的開(kāi)啟電壓)時(shí),,制動(dòng)單元功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通,,電流流過(guò)制動(dòng)電阻。
c,、制動(dòng)電阻釋放熱量,,吸收再生能量,電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,,變頻器直流母線(xiàn)電壓降低,。
d、當(dāng)直流母線(xiàn)電壓降到某一電壓(制動(dòng)單元停止電壓)時(shí),,制動(dòng)單元的功率管關(guān)斷,。此時(shí)沒(méi)有制動(dòng)電流流過(guò)電阻,制動(dòng)電阻在自然散熱,,降低自身溫度,。
e、當(dāng)直流母線(xiàn)的電壓重新升高使制動(dòng)單元?jiǎng)幼鲿r(shí),,制動(dòng)單元將重復(fù)以上過(guò)程,,平衡母線(xiàn)電壓,使系統(tǒng)正常運(yùn)行,。
由于制動(dòng)單元的工況屬于短時(shí)工作,,即每次的通電時(shí)間很短,在通電時(shí)間內(nèi),,其溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到穩(wěn)定溫升,;而每次通電后的間歇時(shí)間則較長(zhǎng),在間歇時(shí)間內(nèi),,其溫度足以降到與環(huán)境溫度相同,,因此制動(dòng)電阻的額定功率將大大降低,,價(jià)格也隨之下降,;另外由于IGBT只有一個(gè),,制動(dòng)時(shí)間為ms級(jí),對(duì)功率管開(kāi)通與關(guān)斷的暫態(tài)性能指標(biāo)要求低,,甚至要求關(guān)斷時(shí)間盡量短,,以減少關(guān)斷脈沖電壓,保護(hù)功率管,;控制機(jī)理也相對(duì)簡(jiǎn)單,,實(shí)現(xiàn)較為容易。 由于有以上優(yōu)點(diǎn),,因此它廣泛應(yīng)用于起重機(jī)等勢(shì)能負(fù)載及需快速制動(dòng)但為短時(shí)工作制的場(chǎng)合,。制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外,與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,,其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇,,功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則:應(yīng)保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力,,即:R > 800/Ic,。其中:800 —— 變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。Ic —— 制動(dòng)單元的最大允許電流,。為充分利用所選用的變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)單元的容量,,通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的最小值為經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率,。在某些情況下,并不需要很大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,,此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值,、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率,從而減少購(gòu)買(mǎi)制動(dòng)電阻所需的費(fèi)用,,這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒(méi)有得到充分利用,。