制動單元的工作原理及作用

ID:107593 · 發表于 2016-3-6 22:04

一、制動單元的工作原理
制動單元由大功率晶體管GTR及其驅動電路構成。其功能是為放電電流環節電容器在規定的電壓范圍內儲存不了或者內接的制動電阻來不及消耗掉而使直流部分“過壓”時，需要加外接制動組件，以加快消耗再生電能的速度。
在某些應用場合，需要快速降速，根據異步電動機原理可知，若滑差越大轉矩也越大，同理制動轉矩將隨著降速速率的加大而增大，使系統降速時間大大縮短，能量回饋大大加快，直流母線電壓快速上升，因此必須將該回饋能量迅速消耗掉，保持直流母線電壓在某一安全范圍以下。制動單元系統的主要功能就是能快速將該能量消耗掉（能量由制動電阻轉換成熱能散發）。它有效的彌補了普通變頻器的制動速度慢、制動轉矩小（≤20％額定轉矩）的缺點，對于一些需快速制動但頻度較低的場合非常適用。
由于制動單元的工況屬于短時工作，即每次的通電時間很短，在通電時間內，其溫升遠遠達不到穩定溫升；而每次通電后的間歇時間則較長，在間歇時間內，其溫度足以降到與環境溫度相同，因此制動電阻的額定功率將大大降低，價格也隨之下降；另外由于IGBT只有一個，制動時間為ms級，對功率管開通與關斷的暫態性能指標要求低，甚至要求關斷時間盡量短，以減少關斷脈沖電壓，保護功率管；控制機理也相對簡單，實現較為容易。由于有以上優點，因此它廣泛應用于起重機等勢能負載及需快速制動但為短時工作制的場合。
二、制動單元的作用
1、當電動機在外力的作用下減速時，電機以發電狀態運行，產生再生能量。其產生的三相交流電動勢被變頻器逆變部分的六個變頻器專用型能量回饋單元續流二極管組成的三相全控橋整流，使變頻器內直流母線電壓持續升高。
2、當直流電壓達到某一電壓（制動單元的開啟電壓）時，制動單元功率開關管開通，電流流過制動電阻。
3、制動電阻釋放熱量，吸收再生能量，電機轉速下降，變頻器直流母線電壓降低。
4、當直流母線電壓降到某一電壓（制動單元停止電壓）時，制動單元的功率管關斷。此時沒有制動電流流過電阻，制動電阻在自然散熱，降低自身溫度。
5、當直流母線的電壓重新升高使制動單元動作時，制動單元將重復以上過程，平衡母線電壓，使系統正常運行。

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