制动单元、能耗制动单元、能量回馈单元

发布时间: 2019/4/24 14:42:00

来源:http://www.freamletermaameriesp.com/news70438.html

工作原理

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能耗制动单元在变频调速系统中,降速的基本方法就是通过逐步降低给定频率来实现。当拖动系统的惯性较大,电机的转速的下降将跟不上电机同步转速的下降,即电机的实际速度比其同步速度高,此时电机转子绕组切割旋转磁场磁力线的方向和电机恒速运行时正好相反,转子绕组的感应电动势和电流的方向也都相反,所产生的电磁转矩也就和电机旋转方向相反,电动机将出现负转矩,此时的电动机实际为发电机,系统处于再生制动状态,将拖动系统的动能回馈到变频器直流母线上,使直流母线电压不断上升,甚至达到危险的地步(变频器损坏等)。?????

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制动过程

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在某些应用场合,需要快速降速,根据异步电动机原理可知,若滑差越大转矩也越大,同理制动转矩将随着降速速率的加大而增大,使系统降速时间大大缩短,能量回馈大大加快,直流母线电压快速上升,因此必须将该回馈能量迅速消耗掉,保持直流母线电压在某一安全范围以下。制动单元系统的主要功能就是能快速将该能量消耗掉(能量由制动电阻转换成热能散发)。它有效的弥补了普通变频器的制动速度慢、制动转矩小(≤20%额定转矩)的缺点,对于一些需快速制动但频度较低的场合非常适用。以下是制动单元的动作过程:?????

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当电动机在外力的作用下减速时,电机以发电状态运行,产生再生能量。其产生的三相交流电动势被变频器逆变部分的六个续流二极管组成的三相全控桥整流,使变频器内直流母线电压持续升高。? ????

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当直流电压达到某一电压(制动单元的开启电压)时,制动单元功率开关管开通,电流流过制动电阻。? ????

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制动电阻释放热量,吸收再生能量,电机转速下降,变频器直流母线电压降低。?????

4

当直流母线电压降到某一电压(制动单元停止电压)时,制动单元的功率管关断。此时没有制动电流流过电阻,制动电阻在自然散热,降低自身温度。? ????

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当直流母线的电压重新升高使制动单元动作时,制动单元将重复以上过程,平衡母线电压,使系统正常运行。? ????

由于制动单元的工况属于短时工作,即每次的通电时间很短,在通电时间内,其温升远远达不到稳定温升;而每次通电后的间歇时间则较长,在间歇时间内,其温度足以降到与环境温度相同,因此制动电阻的额定功率将大大降低,价格也随之下降;另外由于IGBT只有一个,制动时间为ms级,对功率管开通与关断的暂态性能指标要求低,甚至要求关断时间尽量短,以减少关断脉冲电压,保护功率管;控制机理也相对简单,实现较为容易。?由于有以上优点,因此它广泛应用于起重机等势能负载及需快速制动但为短时工作制的场合。

工作原理

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制动单元与制动电阻

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制动单元原理:?制动单元由大功率晶体管GTR及其驱动电路构成。其功能是为放电电流 环节电容器在规定的电压范围内储存不了或者内接的制动电阻来不及消耗掉而使直流部分“过压”时,需要加外接制动组件,以加快消耗再生电能的速度。? 

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制动电阻原理:电动机在工作频率下降过程中,将处于再生制动状态,拖动系统的动能要反馈到直流电路中,使直流电压UD不断上升,甚至可能达到危险的地步。因此,必须将再生到直流电路的能量消耗掉,使UD保持在允许范围内。制动电阻就是用来消耗这部分能量的。? 

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制动单元+电阻:电动机在工作频率下降过程中,将处于再生制动状态,拖动系统的动能要反馈到直流电路中,使直流电压UD不断上升,甚至可能达到危险的地步。因此,必须将再生到直流电路的能量消耗掉,使UD保持在允许范围内。制动电阻就是用来消耗这部分能量的。制动单元制动单元由大功率晶体管GTR及其驱动电路构成。其功能是为放电电流IB流经提供通路。

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能量回馈单元

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能量回馈单元,全名为“变频器专用专用型能量回馈单元”,是变频器专用型制动单元的一种,主要用于大惯量、拖动性的变频调速系统中,帮助电机将其减速过程中所产生的再生电能回馈到电网,同时协助系统实现快速制动功能。

在变频调速系统中,当电机的负载是位能式负载如:油田抽油机、矿用提升机等;或大惯量负载如:风机、水泥制管、变频器专用型能量回馈制动单元MLAD系列动平衡机等;以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时,电机都不可避免地存在发电过程,即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下,使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速,电机所发出的电能将会储存在变频器的直流母线滤波电容中,如果不把这部分能量消耗掉,那么直流母线电压就会迅速升高,影响变频器的正常工作。能量回馈单元,通过自动检测变频器的直流母线电压,将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压,经多重噪声滤波环节后连接到交流电网,从而达到能量回馈电网的目的,回馈到电网的电能达到发电能量的97%以上,有效节省电能。

能量回馈单元特点


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电压、功率范围:380V-660V;7.5KW-90kw,允许多台并联使用。 

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节能性:特殊设计,能把再生能量回馈电网,效率高达97%,增加运行经济效益,节能环保。 

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安全性:采用先进的电力电子技术和高性能的IGBT作为开关器件,品质可靠安全,全智能运转,简单到无需客户做任何操作;内置电抗器,全过程噪声滤波,不会污染电网和干扰其他设备。 

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回馈性:采用电压自适应控制,即无论电网电压如何波动,只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时,能量回馈制动单元才及时将电容中的储能回送电网,有效解决了能量回馈。 

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经济性:性价比高,品质与同类产品相媲美,有绝对的价格优势。

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应用范围:适用于各种进口、国产低压变频器(三相异步、永磁同步电机);油田,离心机,起重机,龙门刨床等。


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