變頻器制動電路原理
變頻器的制動電路的電路結構,同驅動電路是一樣的,相對驅動電路來說,可認為是“第七路”脈衝傳輸通道。
制動電路的工作模式如下:
(1)直流回路的DC530V電壓在正常範圍以內時,制動電路是不投入工作的,處於“閒置”狀態。
(2) 一般情況下,負載電機是在變頻器的輸出頻率的“束縛下”執行的,其轉速等於或接近變頻器的輸出頻率。但一些大慣性負載,在減速或停車過程中,電機轉速有可能超過變頻器的給定頻率,處於超速執行狀態,此時電機的轉子速度超過定子磁場速度,產生容性電流,由電動進入動電(發電)狀態。負載電機的發電能量,經IGBT兩端並聯二極體構成的三相橋式整流電路,饋回變頻器的直流回路,可能導致直流電壓的異常升高,危及儲能電容和IGBT模組的安全。
最常採用的方法,是採用制動電路(或稱剎車電路),將制動電路接入直流回路,將直流回路的電壓增量,轉化為制動電阻的有功耗(制動電流流經制動電阻)。變頻器起動制動動作時,可以使電機的發電能量快速耗散,可以達到加速停車的作用,因而制動電路又稱為剎車電路。
一般中、大功率變頻器的制動單元(控制制動電阻的接入和斷開)和制動電阻,均需在變頻器外部,另行加裝和連線。小功率變頻器,一般有內建制動單元和制動電阻,也有的僅有制動控制電路,制動電阻可從RB、P(+)端接入。
圖是SINE300型7.5kW變頻器的制動控制電路,制動訊號的傳輸電路同6脈衝傳輸通道是相似的,其工作原理如下。
變頻器執行中,MCU檢測直流回路DC530V變化的幅度,當電機反發電,使直流電壓升高時,其高於某制動動作閾值(如660V)時,由38腳輸出制動訊號(一般為直流控制訊號或脈衝訊號,本電路為脈衝訊號),經U37、U8兩種受控同相、反相驅動器,送入U14驅動IC。由U14直接驅動制動開關管IGBT7,將外接制動電阻接入直流回路,對電壓增量進行消耗。若制動電路的投入是有效的,直流回路的電壓增量得到很快削減;若直流電壓依舊太高,則經延時判斷後,變頻器報過電壓故障,停機保護。
制動電路的驅動IC的供電電源和V相IGBT下橋臂的驅動IC共用一路電源。
變頻器檢測直流電壓過高時,一般有先制動、再報警、停機保護的過程。