變頻器制動電阻的確定

0 引言

在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳動系統中，當電動機減速或所傳動的位能負載下放時，異步電動機將處于再生發電制動狀態。傳動系統中所儲存的機械能經異步電動機轉換成電能，通過逆變器的續流二極管整流后回饋到直流側，致使直流側儲能電容器的電壓上升。如果電動機的制動并不快，電容器的電壓升高就不十分明顯。相反，如果電動機制動較快時，電容器的電壓會上升很高，過高的電壓會使變頻器中的“制動過電壓保護”動作，甚至造成變頻器損壞。

目前，在變頻調速系統中，電動機的快速制動或準確停車，一般采用動力制動和再生制動。對于動力制動方式，系統所需的制動轉矩在電動機額定轉矩的20%以下且制動并不快時，則不需要外接制動電阻，僅電動機內部的有功損耗，就可以使直流側電壓限制在過電壓保護的動作值以下。反之，則需要選擇制動電阻來耗散電動機再生的這部分能量。

1 變頻器動力制動原理

1.1 變頻器電壓檢測及驅動電路

為了實現電氣制動，變頻器的直流側必須設置電壓檢測電路，檢測電容器的電壓，以實現能耗制動。圖1為一種電壓檢測電路的工作原理圖。

電壓檢測電路主要由電壓采樣電阻R1、R2、R3，滯環比較器LM399，邏輯轉換器件等組成。電壓采樣回路直接檢測變頻器直流側電容器C 兩端的電壓，當被檢測電壓值超過設定的允許值時，滯環比較器翻轉，輸出端接近0 V，經邏輯轉換后，觸發制動晶體管V 導通，經過電阻R0釋放，使電壓下降;反之，當檢測電壓低于設定值時，滯環比較器翻轉回原狀態，使V關斷。

特別強調的是，滯環比較器上下限值的設定很重要。一般選擇原則：上限電壓設定為正常直流電壓的1.3倍，下限電壓應考慮電網正常電壓的波動，一般整定為略高于電網電壓向上波動的最大值。

1.2 變頻器制動單元

如圖2 虛線框所示為制動單元PW 的實際電路，包括晶體管V、二極管D1、D2和制動電阻RB。

如果回饋能量較大或要求強制動時，還可以選用接于H、G兩點間的外接制動電阻REB。當電機制動能量經逆變器回饋到直流側時，通過V的導通消耗在制動電阻RB或RB//REB上，實現限制電壓保護動作的目的。因此，外接電阻REB正常時不消耗能量，是間歇式工作。

2 制動電阻的選擇

2.2 制動電阻的計算

在用外接制動電阻進行制動時，外接電阻應能吸取負載位能所轉變的電能的80%，其中20%可通過電機以熱能耗散的形式被消耗，此時制動電阻值

由于V 和RB、REB構成的放電回路中，其最大電流受到V的最大允許電流IC(已考慮安全系數)的限

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