随着变频器调速性能的日渐成熟,它在调速领域的应用也越来越广,同时,制动的问题越来越受到人们的重视,通常变频器的内置电容难以存储回馈电能,目前普遍的做法是外接,通过外部的能耗制动来消耗这部分电能。
常见的故障有:制动电阻发热、制动电阻瞬间发红、变频器制动电压高时不起作用、变频器频繁报过电压报警故障报文等。
若变频器制动电阻发热异常,则可判断制动单元短路,包括直流母线接地短路,电阻内部短路;应逐一查看的引出线,测量制动电阻阻值,与标称值对比,确定故障点。若制动单元开路,则会造成变频器直流电压高故障,在制动时将不起作用。
由于制动电阻的标称功率一般会比实际消耗的功率小,而且也很难算出制动电阻的通电时间,因此实际运行过程中如果通电时间超过预设的通电时间,将导致制动电阻过热而损坏,所以对制动电阻应该加装过热保护,过热保护和使用热继电器,也可以自行设计过热保护电路,需要注意的时制动单元的内部电阻不能与外部的同时使用,小容量的变频器(小于7.5kW)一般都有内接制动电阻和制动单元,只要制动单元内部的电阻满足负载要求的制动功率,就不需要外用制动电阻;在明确了制动电阻的工作原理,连接方式,故障的排除可事半功倍。
变频器制动电阻的选择
在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的,在频率减小的瞬间,电机的同步转速随之下降,而由于机械惯性的原因,电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位几乎改变了180度,电机从电动状态变为发电状态;与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网,仅靠变频器本身的电容吸收,虽然其他部分能消耗电能,但电容仍有短时间的电荷堆积,形成“泵升电压”,使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。因此,对于负载处于发电制动状态中采取必需的措施处理这部分再生能量。处理再生能量的方法:能耗制动和回馈制动.
能耗制动的工作方式
能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件,将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。这是一种处理再生能量的直接的办法,它是将再生能量通过的能耗制动电路消耗在电阻上,转化为热能,因此又被称为“电阻制动”,它包括制动单元和制动电阻二部分。
制动单元
制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时(如660V或710V),接通耗能电路,使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。制动单元可分内置式和外置式二种,前者是适用于小功率的通用变频器,后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。从原理上讲,二者并无区别,都是作为接通制动电阻的“开关”,它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
制动电阻
制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:前者采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,使用寿命;后者电阻器耐气候性、耐震动性,优于传统瓷骨架电阻器,广泛应用于求恶劣工控环境使用,易紧密安装、易附加散热器,外型美观。
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