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變頻器在哪些情況下需要配制動(dòng)電阻
在哪些情況下需要配制動(dòng)電阻？
變頻器配制動(dòng)電阻，主要是想通過制動(dòng)電阻來消耗掉直流母線電容上的一部分能量，避免電容的電壓過高。理論上如果電容存儲(chǔ)的能量多，可以用來釋放出來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，避免能量浪費(fèi)，但是電容的容量有限，而電容的耐壓也是有限的，當(dāng)母線電容的電壓高到一定程度，就可能會(huì)損壞電容了，有些還可能損壞IGBT，所以需要及時(shí)通過制動(dòng)電阻來釋放電，這種釋放，是白白浪費(fèi)掉的，是一種沒有辦法的做法。
母線電容是個(gè)緩沖區(qū)，容納能量有限
三相交流電全部整流后，接入電容，滿載運(yùn)行時(shí)候，母線正常的電壓大約是1.35倍，380*1.35=513伏，這個(gè)電壓當(dāng)然會(huì)實(shí)時(shí)波動(dòng)的，但是低不能低于480伏，否則會(huì)欠壓報(bào)警保護(hù)。母線電容一般是兩組450V電解電容串聯(lián)而成，理論耐壓是900V，如果母線電壓超過這個(gè)值，電容會(huì)直接爆掉了，所以母線電壓是無論如何都不能達(dá)到900伏這么高壓的。
實(shí)際上，三相380伏輸入的IGBT的耐壓值是1200伏，往往要求工作在800伏以內(nèi)，考慮到電壓如果升高，都會(huì)有個(gè)慣性問題，也就是你馬上讓制動(dòng)電阻工作了，母線電壓也不會(huì)很快降低下來，所以很多變頻器，都是設(shè)計(jì)在700伏左右就通過制動(dòng)單元讓制動(dòng)電阻開始工作，讓母線電壓降低下來，避免往上繼續(xù)沖。
所以制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)，核心就是考慮到電容和IGBT模塊的耐壓?jiǎn)栴}，避免這兩大重要的器件被母線的高電壓沖壞掉了，這兩類元件如果壞掉了，變頻器也就無法正常工作了。
快速停車要制動(dòng)電阻，瞬間加速也需要
變頻器母線電壓之所以會(huì)變高，很多時(shí)候是變頻器讓電機(jī)工作在電子制動(dòng)狀態(tài)，讓IGBT通過一定的導(dǎo)通順序，利用電機(jī)是大電感電流不能突變，瞬間產(chǎn)生高壓來往母線電容充電，這時(shí)候讓電機(jī)快點(diǎn)降低速度下來。如果這時(shí)候沒有制動(dòng)電阻及時(shí)消耗掉母線的能量，母線電壓將會(huì)持續(xù)變高而威脅變頻器的安全了。
如果負(fù)載不是很重，也沒有什么快速停車要求，這種場(chǎng)合是不需要使用制動(dòng)電阻的，即使你裝了制動(dòng)電阻，制動(dòng)單元的工作閥值電壓沒有被觸發(fā)，制動(dòng)電阻也不會(huì)投入工作。
除了大負(fù)荷減速場(chǎng)合需要增加制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元來快速剎車外，實(shí)際上如果符合比較重，啟動(dòng)時(shí)間時(shí)間要求非?？炷欠N，也需要制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來配合啟動(dòng)的，以往我試過用變頻器帶動(dòng)一種特殊的沖床，要求把變頻器的加速時(shí)間設(shè)計(jì)成0.1秒，這時(shí)候滿負(fù)荷啟動(dòng)，雖然負(fù)荷并不是非常重，但是因?yàn)榧铀贂r(shí)間太短了，這時(shí)候母線電壓波動(dòng)非常厲害，也會(huì)出現(xiàn)過壓或者過流的情況，后來增加了外置的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，變頻器就能正常工作了。分析起來，是因?yàn)閱?dòng)時(shí)間太短，母線電容的電壓瞬間被掏空了，而整流器瞬間有大的電流充進(jìn)來，引起母線電壓突然變高，這樣母線的電壓波動(dòng)太厲害，瞬間可能會(huì)超過了700伏，加上了制動(dòng)電阻，就可以及時(shí)消除這個(gè)波動(dòng)的高壓，讓變頻器工作在正常狀態(tài)。
還有一種特殊的情況，是矢量控制場(chǎng)合，電機(jī)的扭矩和速度方向相反，或者工作在零轉(zhuǎn)速扭矩輸出的場(chǎng)合，比如吊機(jī)掉了重物停在半空中，收放卷場(chǎng)合需要力矩控制，都需要讓電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，*的電流會(huì)反充到母線電容中，通過制動(dòng)電阻，就可以及時(shí)消耗掉這些能量，保持母線電壓平衡穩(wěn)定了。
很多小變頻器，比如3.7KW的，往往都內(nèi)置了制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，應(yīng)該是考慮到母線電容調(diào)小的緣由吧，而小功率的電阻和制動(dòng)單元并沒有那么貴。
總的原則是：如果因再生制動(dòng)導(dǎo)致直流電路容易過電壓的話，必須配制動(dòng)電阻，將濾波電容器上多余的電荷釋放掉，如圖2-41所示。
圖2-41 制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元
圖中，制動(dòng)單元BV的作用是：當(dāng)直流電壓UD超過一定限值時(shí)，BV導(dǎo)通，使電容器通過制動(dòng)電阻RB放電；當(dāng)直流電壓UD降到限值以內(nèi)時(shí)，BV截止，停止放電。
在具體工作中，有必要考慮配制動(dòng)電阻的場(chǎng)合有：
（1）起動(dòng)和制動(dòng)比較頻繁的場(chǎng)合；
（2）要求快速制動(dòng)的場(chǎng)合；
（3）有位能負(fù)載的場(chǎng)合，如起重機(jī)械等。