一、能耗制動單元的產生背景
在變頻調速系統中,電機的降速和停機都是通過逐漸減小頻率來實現的。
在頻率減小的瞬間,電機的同步轉速隨之下降,而由於機械慣性的原因,電機轉子轉速未變,當同步轉速小於轉子轉速時,轉子電流的相位幾乎改變了180°,電機從電動狀態變為發電狀態。同時電機軸上的轉矩變成了制動轉矩,使電機的轉速迅速下降,電機處於再生制動狀態,電機再生的電能經續流二極體全部整流後反饋到直流母線電路。由於直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網,僅靠變頻器本身的吸收,雖然其他部分能消耗一部分電能,但電容仍有短時間的電荷堆積,形成“泵升電壓”,使直流母線電壓升高。過高的直流電壓會使部分器件受損。因此處理這部分再生能量的方法,必須使用能耗制動單元(加制動電阻)予以消耗,否則變頻器會跳過壓保護或故障。
二、能耗制動單元的功能
能耗制動單元的功能是當電機降速時,將負載拖動電機所產生的再生電能傳導並消耗在制動電阻上,以提高變頻器的制動能力,確保電機能在設定的時間內快速停車。
能耗制動單元需要配合制動電阻一起使用。
三、能耗制動的使用環境
單元應安裝於室內通風良好的場所,並採用壁掛式。周圍環境應符合下列條件:
3.1、環境溫度0℃~40℃;
3.2、防止粉塵、棉絮、金屬細粉的侵入;
3.3、防止油、鹽及腐蝕性氣體侵入;
3.4、避免震動;
3.5、避免高溫多濕且無雨水滴淋,濕度小於90%RH(不結露);
3.6、禁止使用在易燃性、可燃性、爆炸性氣體、液體或固體的危險環境條件下使用。
四、能耗制動單元的制動電流
制動電流是指流過制動單元和制動電阻的直流電流。
380V 標準交流電機:
P----------電機功率。
K----------回饋時的機械能轉換效率。一般取值0.7(適用於絕大部分場合)。
V----------制動單元直流工作點。670V
I----------制動電流。
計算基準:電機再生電能必須完全被電阻吸收。
電機再生電能=1000*P*K=電阻吸收功率。
五、能耗制動單元使用注意事項
5.1、變頻器和能耗制動單元的距離要儘可能靠近,最遠不超過2m;
5.2、制動電阻(Rb)和制動單元沒有距離限制,但距離短一些會使電纜破損而導致的故障少一些;
5.3、P、N 為變頻器內直流母線的“+”“- ”兩端,P為Positive 正端,N 為Negative 負端;
5.4、直流側電纜應該絞合在一起,減少輻射和電感。
5.5、警告:主迴路連線接錯會導致制動單元與變頻器的損壞!
六、能耗制動單元常見故障
6.1、現象:未制動時,制動電阻發熱嚴重原因分析:
6.1.1、能耗制動單元主電路功率IGBT短路;
6.1.2、能耗制動單元電壓選擇不準確;
6.1.3、制動電阻的功率不夠;
原因分析:
6.2.1、制動電阻阻值過大,減小電阻值;
6.2.2、延長變頻器的減速時間;
原因分析:
6.3.1、制動電阻短路或斷路;
6.3.2、電纜線未接好;
6.3.3、能耗制動單元故障
原因分析:
6.4.1、散熱器溫度達80℃以上