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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。
制动过程
能耗制动的过程如下:
能耗制动的过程如下:A、当电机在外力作用下减速、反转时(包括被拖动),电机即以发电状态运行,能量反馈回直流回路,使母线电压升高;B、当直流电压到达制动单元开的状态时,制动单元的功率管导通,电流流过制动电阻;C、制动电阻消耗电能为热能,电机的转速降低,母线电压也降低;D、母线电压降至制动单元要关断的值,制动单元的功率管截止,制动电阻无电流流过;E、采样母线电压值,制动单元重复ON/OFF过程,平衡母线电压,使系统正常运行。
制动单元与制动电阻的选配
估算出制动转矩
=((电机转动惯量电机负载测折算到电机测的转动惯量)*(制动前速度-制动后速度))/375*减速时间-负载转矩
一般情况下,在进行电机制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%左右,因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置
西门子直流变频器是用于直流驱动系统的具有性能和集成智能能力的直流变频器产品。
使用西门子生产的直流变频器和直流驱动系统,您可以有效的降低驱动器技术成本。SINAMICS和SIMOREG逆变器系列可以提供的性能和集成的智能能力,实现的可用性,例如提供用于冗余运行的并联切换接口。的与我们的直流电机校准后,我们直流驱动系统可以提供的可用性,例如提供用于冗余运行的并联切换接口。
西门子变频器分低压变频器,高压变频器,直流变频器。
西门子低压变频器是用于变速运行的低压驱动系统的。
西门子丰富的产品组合是全球完整、的驱动系统家族。凭借高等级的灵活性、功能性和工程组态方便性,我们系统覆盖了各种性能等级——从简单的低压变频器任务和协同驱动系统到传动控制任务,无所不有。
西门子低压变频器的产品组,合可以满足您的各种应用,这些产品能够广泛的应用在制造和加工工业中。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
1、西门子通用型变频器的特点
西门子变频器进入中国市场较晚,但是其增长速度快。西门子变频器主要分为通用型、工程型和型三类。西门子通用型变频器快速增长的原因主要有以下几个方面:
(1)、不断推出新产品,满足不同用户的特定要求。西门子产品一般的更新周期不超过5年。其产品能够满足不同用户的要求。
(2)、强大的通讯功能和的配套软件,是西门子自动化产品的特点。这在我国造纸、化工、钢铁、机械制造等诸多产业从技术改造向自动化控制推进的飞速发展过程中,尤显其竞争优势。
(3)、近两年推出的MM4新一代变频器,不仅具有西门子工程型变频器MasterDrive的良好架构,还具有较高的性能价格比,虽然价格不高却有着比同类产品更强大的功能。利用BiCo功能可以为更为复杂的功能进行编程,它可以在输入(数字的,模拟的,串行通讯的等等)和输出(变频器的电流,频率,模拟输出,继电器节点输出等等)之间建立布尔代数式和数学关系式。
(4)、MM4新一代变频器不同于其他变频器的另一个显著特点是:他给用户提供的是一个完全开放的编程平台,使用户可以根据自己的需要限度的合理利用有限的实现尽可能复杂的控制特性。它的几十个自由功能块可以代替PLC实现一些简单的编程操作。
(5)、由于价格低廉,变频器在制造时不得已选用了一些底端的原器件,或者说在选用原器件时考虑的量太小。比如:耐压,耐温,耐电压、电流冲击等。因此,在我国使用的实践中出现问题相对较多,这是令我们感到非常遗憾的地方。
2、常见故障现象分析及处理方法
一般来说,当你拿到一台有故障的变频器,再上电之前先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是:
用万用表(是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-),用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+),黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。