变频调速控制系统的制动(转贴)
变频调速控制系统的制动
对于有逆变功能的通用变频器，整流部分都为单相电桥，当变频器的给定频率下降速度超过拖动系统所带电机的下降速度时，电机绕组切割旋转磁场的速度加快，绕组的电动势和电流增大，使电机处于制动状态或发电状态，回馈的能量将通过逆变环节中与大功率管并联的二极管流向直流供电环节，当回馈的能量较大时，会引起直流电路的过电压而发生故障停机。
对于大转动惯量系统，如果没有再生制动，为了保证变频器不因回馈电压而停机，只能把它设置为自由停机，靠负载转矩和摩擦转矩制动需要较长的时间才能使设备停止，当系统发生故障要求快速停车或转速给定经常变化时，必须采取有效的制动措施。对于动态指标要求比较高的场合，即使不可逆稳速运行的控制系统，也需采用再生制动措施，以达到动态误差最小的效果。
因此，根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能是设计交流变频调速系统十分重要的环节。
通用变频器的电气制动方法常用的有三种：直流制动、制动单元/制动电阻、整流回馈。这三种制动方式各有特点，适用的条件和场合也不尽相同，如表1所示。
表1 通用变频器三种制动方案的比较
制动运转方式 直流制动 制动单元/制动电阻 整流回馈
使用限制条件 不能用于电机的频繁起动、制动场合 不能用于中、大功率频繁起动、制动的控制系统 不能在电网电压稳定质量不高的情况下使用,对电网的电压稳定性要求较高
能量消耗方式 动能转换成电能以热损耗的形式消耗于异步电机的转子回路中 动能转换成电能以热损耗的形式消耗于制动电阻上 动能转换成电能回馈给电网
附加条件 不需要 是否需要附加选件，以功率大小而定 需要
使用场合 用于准确停车控制；用于制止在起动前电机由外因引起的不规则自由旋转 用于小功率频繁起动、制动的控制系统；动态指标要求较高的控制系统 用于大、中型控制系统的制动，回馈能量较多的控制系统
直流制动一般在通用变频器中可以通过对变频器的设置以下几项参数来达到。
1、先把是否启用直流制动功能这一项选择为启用。
2、根据实际需要设置直流制动电流。（一般可以在0～400%之间选择）
3、设置制动时间，也就是向定子绕组内通入直流电源的时间，它应比实际的停机时间略长一些。
4、设置直流制动的开始频率，即当变频器的工作频率下降到多大时开始由再生制动转为直流制动，这要根据负载对制动时间的要求来设定。一般地说，负载对制动时间没有严格要求的情况下，这个值应该尽量设置得小一些。
需要注意的是，如果2、3、4项设置过大的话，会引起电机过热。
当设备需要进行频繁的制动或高转矩制动时，就应当选择外接制动电阻和制动单元。外接制动电阻和制动单元的作用就是在变频器频率下降时，把拖动系统反馈到变频器直流电路中的能量消耗掉。
变频器把外接制动电阻和制动单元作为选配的元器件，需另行购买，它的连接方法以及选件的规格要求一般都会在变频器说明书上介绍。
整流回馈制动的原理是：当给定频率下降时，如果电机的同步转速低于转子转速的情况，这时电机处于再生制动的状态。如果此时有回馈制动单元，那么它可以将电机再生的电能反馈到电网中，从而使整个调速系统处于回馈制动状态，不但节省了能源，还增大了制动转矩。这对于中大功率电机、开卷机和起重机械下放重物的工作状态来说，尤为重要。
整流回馈单元既能为变频器提供公共直流电源，又能使电机制动的能量回馈电网，因此它适用于回馈能量较多的系统，同时也可以由一台整流回馈单元构成公共直流母线下挂多台变频器的形式。
需要注意的是，回馈制动单元也称为有源逆变单元，实现有源逆变的两个基本条件是：主线路应有一个具有较高质量的不低于90%额定值的交流电源；主线路的设计功率必须足够大（相当于所连接变频器总功率的100倍）。
