06.27 變頻器控制中的“制動”和“停車”一個意思?聽聽專業解讀

變頻器慣性停車是變頻器停車方式中的一種,另一種方式叫制動停車。

一、變頻器自由停車

慣性停車,即是自由停車。當以關斷電源、切斷運行控制信號等方式使變頻器的立即停止輸出之後,電機以其自身運轉時產生的慣性繼續滑行,直到停止轉動,這種方式不會對變頻器內部產生回饋電壓。

我門設置自由停車,正向反向旋轉,然後運行到50HZ,停車後三秒,反轉50HZ,會出現限流才對,不報過流。這個電流能不能限制住?有多大的電流?我測試的時候報過流。說明,變頻器帶電機,電機空載。正常運行30幾個電流。

  變頻器接到停機命令後,立即中止輸出,負載按照機械慣性自由停止。變頻器通過停止輸出來停機, 這時, 電動機的電源被切斷, 拖動系統處於自由制動狀態。由於停機時間的長短由拖動系統的慣性決定, 故也稱為慣性停機。

變頻器控制中的“制動”和“停車”一個意思?聽聽專業解讀

 變頻器通過停止輸出來停車,此時,電動機的電源被切斷,拖動系統處於自由制動狀態.由於停車時間的長短由拖動系統的慣性決定,故稱為慣性停車.在慣性停車時應注意不應在電動機未真正停止時就啟動,如要啟動應先制動,待電動機停穩後再啟動.這是因為啟動瞬間電動機轉速(頻率)與變頻器輸出頻率差距太大,會使變頻器電流過大而損壞就頻器的功率管.

二、變頻器制動停車

制動停車,即是斜坡停車。制動停車又分為直流制動,動力制動,回饋制動,混合制動,抱閘機械制動等方式。

選擇變頻器的停車方式根據現場要求的停車時間有關,通常停車時間要求小於自由停車時間時,選擇制動減速停車。

直流制動(就是給電通入一定的直流電);動力制動(用電阻耗能);混合制動(直流制動+動力制動);回饋制動(將發電電流注入電網);抱閘機械制動。

停車分斜波停車和自由停車(快速停車也是斜波停車,只是斜波較陡而已)。

制動也有機械制動(如抱閘)、能耗制動(制動電阻、反接制動、直流制動等)、回饋制動等。是否需要制動和電機運轉狀態有關,斜波停車時當要求的停車時間小於自由停車時間時就需要使用制動;電機正常運轉時有時也需要制動,如吊鉤下降時。

變頻器控制中的“制動”和“停車”一個意思?聽聽專業解讀

在電網——變頻器——電機——負載構成的驅動系統中,能量是可以雙向傳遞的。當電機處於電動機工作模式時,電能從電網經由變頻器傳遞到電機,轉化為機械能驅動負載,負載因此具有動能或勢能;當負載釋放這些能量以求改變運動狀態時,電機反被負載帶動,進入發電機工作模式,將機械能轉化為電能反饋給前級變頻器。這些反饋能量被稱為再生制動能量,可以通過變頻器反饋回電網,或者消耗在變頻器直流母線上的制動電阻中(能耗制動)。

產生制動能量的場合

1、起重設備的重物下放過程

2、大慣性負載的快速減速過程

3、遊梁式抽油機的驢頭下放過程

三、講講變頻器的制動原理

通用變頻器大都為電壓型交-直-交變頻器,從變頻器的基本結構圖中可以知道三相交流電首先通過二極管不控整流橋得到脈動直流電,再經電解電容濾波穩壓,最後經無源逆變輸出電壓、頻率可調的交流電給電動機供電。這類變頻器功率因數高,效率高,精度高,調速範圍寬,所以在工業中獲得廣泛應用。

一般而言,負載的能量可以分為動能和勢能兩種。動能(由負載的速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積,當動能減為零時,該事物就處在停止狀態。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。對於變頻器,如果輸出頻率降低,電動機轉速將跟隨頻率同樣降低,這時會產生制動過程。由制動產生的功率將返回到變頻器側,由於二極管不控整流器能量傳輸不可逆,產生的再生電能傳輸到直流側濾波電容上,產生泵升電壓;而以GTR、IGBT為代表的全控型器件耐壓較低,過高的泵升電壓有可能損壞開關器件、電解電容,甚至會破壞電動機的絕緣,從而威脅系統安全工作,這就限制了通用變頻器的應用範圍。因此,必須將這些功率消耗掉,如可以用電阻發熱消耗。在用於提升類負載時,如負載下降,能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側,這種操作方法被稱為“再生制動”。

在負載減速期間或長期被倒拖時,由電動機側流到變頻器直流母線側產生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到變頻器電源側或通過直流母線並聯的方式由其他電動狀態的電動機消耗掉,則稱為回饋制動。顯然,如需要將能量直接返回到電源側還需要一種特殊的裝置,即能量回饋單元。

總而言之,為了改善制動能力,不能單純期望靠增加變頻器的容量來解決問題,而必須採用處理再生能量的方法:電阻能耗制動和回饋制動。

變頻器控制中的“制動”和“停車”一個意思?聽聽專業解讀

因此,在以下應用場合,用戶必須考慮配套使用制動方式:電動機拖動大慣量負載(如離心機、龍門刨、巷道車、行車的大小車等)並要求急劇減速或停車;電動機拖動位能負載(如電梯、起重機、礦井提升機等);電動機經常處於被拖動狀態(如離心機副機、造紙機導紙輥電動機、化纖機械牽伸機等)。以上幾類負載的共同特點,要求電動機不僅運行於電動狀態(一、三象限),而且要運行於發電制動狀態(二、四象限)。

電阻能耗制動的工作方式

電阻能耗制動採用的方法就是制動單元和制動電阻兩部分,即通過內置或外加制動電阻的方法將電能消耗在大功率電阻器中,實現電動機的四象限運行。該方法雖然簡單,但有如下嚴重缺點。

變頻器控制中的“制動”和“停車”一個意思?聽聽專業解讀

(1)浪費能量,降低了系統的效率;

(2)電阻發熱嚴重,影響系統其他部分正常工作;

(3)簡單的能耗制動有時不能及時抑制快速制動產生的泵升電壓,限制了制動性能的提高(制動轉矩大,調速範圍寬,動態性能好)。


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