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制动斩波器在变频器中的作用
dingxiubing 发表于 2008/9/11 10:27:44 精华 5375 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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坛子里有人问制动斩波器的原理，我觉得如果你不是变频器厂家的研发人员，原理性的东西没必要深究，咱们大多数人就是用。所以，只有知道斩波器怎么安装、应用、出了故障怎么处理就够了。
要说制动斩波器，首先要简单介绍一下变频器的制动方式。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生发电制动状态；或当电动机从高速到低速减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动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提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。一句话，直流母线电压高了，要报过压故障了，怎么办？放电呗！
在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有三种：
1、能耗制动（这种方式就用到斩波器和制动电阻）
利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动，其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，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。
2、回馈制动
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。它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。
回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于 10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。
3、直流制动
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。
接下来进入正题，说说制动斩波器在能耗制动中的作用。一般在通用变频器中，小功率变频器（22kW以下）内置有了制动单元（含制动斩波器），只需外加制动电阻。大功率变频器（22kW以上）就需外置制动单元、制动电阻了。 先看看变频器主回路图：（图片来自博世力士乐说明书）
图中逆变模块左边就是制动单元了，下端接中间直流回路的“-”，上端经过制动电阻接中间直流回路的“+”。这个回路正常情况下是断开的，当中间回路的储能电容器的电压上升达到设定值，斩波器就接通该回路，制动电阻通电耗能。
这样看制动单元就相当一个开关，根据直流回路的电压高低来接通或断开耗能回路。当然，它不是连续的接通，这样制动电阻会烧毁，它是高频率的通断耗能回路。
最后打个不太恰当的比喻，可以帮助大家理解耗能回路工作原理。手电筒的工作原理很简单，干电池、手动开关、灯泡，加上连接线。你可以把中间直流回路看成干电池，制动电阻是灯泡，斩波器嘛就是开关了，只是这个开关不用手动，是由直流回路的电压控制（相关参数要设定一下）。
关于制动斩波器的安装和使用，可以参考
ACS 600 NBRA-6XX制动斩波器安装启动指南
这个pdf文档1.66M，我压缩了也传不上来，想看自己去网上下载，随便到百度或Google上搜索一下就能找到。