第一篇：選擇是用能耗制動單元？還是能量回饋單元？

選擇是用能耗制動單元？還是能量回饋單元？

制動的概念:指電能從電機(jī)側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)）,這時電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速.負(fù)載的能量分為動能和勢能.動能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動而累積。當(dāng)動能減為零時，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對于變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時會產(chǎn)生制動過程.由制動產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負(fù)載,在下降時, 能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動.這種操作方法被稱作“再生制動”，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。選擇是用能耗制動單元？還是能量回饋單元？

一.能耗制動和回饋制動就效果而言，是一樣的。都是為電機(jī)提供制動電流的通路。二.如何選擇是用能耗制動單元？還是回饋單元？這要通過這兩種制動模式的特點來決定。前者如果100%長期連續(xù)工作，制動單元和制動電阻要選擇的功率足夠大，這對于大功率的制動帶來了不方便，比如說電阻的散熱問題和體積問題很突出呀，而后者，就可以連續(xù)的100%的工作。體積相對能耗制動而言很小。但是，能耗制動的成本比回饋制動的要小很多。

綜上得到的結(jié)論是：，對于短時制動的系統(tǒng)，毫不猶豫地選擇能耗制動單元+電阻，經(jīng)濟(jì)省錢。對于長期100%功率制動的系統(tǒng)，必須要采用能量回饋單元，沒商量。對于15kW以下的系統(tǒng)，推薦使用能耗制動，不論是短時的還是長期的。因為從成本上說是合算的（即便是100%的功率連續(xù)制動）。

第二篇：制動單元選擇

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動和回饋制動.能耗制動的工作方式

能耗制動采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實現(xiàn)制動。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻二部分。

制動單元

制動單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無區(qū)別，都是作為接通制動電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。

制動電阻

制動電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量兩個重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動過程

能耗制動的過程如下：

能耗制動的過程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時（包括被拖動），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動電阻；C、制動電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動單元與制動電阻的選配

A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩

=（(電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量+電機(jī)負(fù)載測折算到電機(jī)測的轉(zhuǎn)動慣量）*（制動前速度-制動后速度））/375*減速時間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動時，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置；

B、接著計算制動電阻的阻值

=制動元件動作電壓值的平方/（0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。

C、然后進(jìn)行制動單元的選擇

在進(jìn)行制動單元的選擇時，制動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計算公式如下：

制動電流瞬間值=制動單元直流母線電壓值/制動電阻值

D、最后計算制動電阻的標(biāo)稱功率

由于制動電阻為短時工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時的

消耗功率，一般可用下式求得： 制動電阻標(biāo)稱功率 = 制動電阻降額系數(shù) X 制動期間平均消耗功率 X 制動使用率%

制動特點 能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，缺點是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。

第三篇：能量回饋單元原理及應(yīng)用

能量回饋單元基本原理及應(yīng)用

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單升華

北京時代新紀(jì)元技術(shù)有限公司，北京100085 摘要 TEFU系列能量回饋單元是與通用變頻器配套使用的設(shè)備，采用正弦波電流跟蹤技術(shù)，它主要應(yīng)用于往復(fù)運(yùn)動、頻繁正反轉(zhuǎn)和快速停車的場合，如油田抽油機(jī)、電梯、卷繞設(shè)備、大型龍門刨床、機(jī)床主軸等。與通常采用制動單元和制動電阻的方式相比，能量回饋單元可以顯著節(jié)能，并且制動轉(zhuǎn)矩響應(yīng)動作迅速，是一款綠色、環(huán)保、節(jié)能的產(chǎn)品。介紹了它的基本原理、試驗波形及應(yīng)用。

關(guān)鍵字 正弦波電流跟蹤；制動轉(zhuǎn)矩；響應(yīng)時間；節(jié)能

The Basic Theory and Application of TEFU Series Energy Feedback Unit

SHAN Shenghua Beijing New Century Technologies Co.Ltd.，Beijing 100085 China Abstract TEFU series energy feedback unit is a device that is used with general inverter, the sine wave current tracking technology is adopted.The fields of application include reciprocation,often changing direction and rapid brake,such as take out oil machine,elevator,winding device,large planer,principal axis etc.It can save more energy compared with brake unit and brake resistor,and the brake torque is bigger.It is a green, safeguard inviroment and save energy product.It's basic theory,test waves and applications is introduced.Keywords sine wave current tracking technology；brake torque；response time；save enengy

0 引言

在變頻器電氣傳動系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)的負(fù)載是位能式負(fù)載，如油田抽油機(jī)、礦用提升機(jī)等，或大慣量負(fù)載，如風(fēng)機(jī)、水泥制管、動平衡機(jī)等，以及軋鋼機(jī)、大型龍門刨床、機(jī)床主軸等需要快速制動類負(fù)載時，電機(jī)都不可避免地存在發(fā)電過程，即電機(jī)轉(zhuǎn)子在外力的拖動或負(fù)載自身轉(zhuǎn)動慣量的維持下，使得電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速大于變頻器輸出的同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)所發(fā)出的電能，將會通過變頻器逆變橋的續(xù)流二極管組成的三相整流電路，儲存在變頻器的直流母線的濾波電容中。如果不把這部分能量消耗掉，直流母線電壓就會迅速升高，影響變頻器的正常工作。通常處理這部分能量的方法是增加制動單元和制動電阻，將這部分電能消耗在電阻上變成熱能浪費(fèi)掉，而采用TEFU系列產(chǎn)品完全可以替代制動單元和制動電阻，并且可以將這部分能量回饋給電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用，實現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能的目的。本文介紹的TEFU系列能量回饋單元提出了一種正弦波電流跟蹤技術(shù)，使得回饋電網(wǎng)的電流波形畸變率<5%。1 電機(jī)再生能量的幾種常用處理辦法

在電機(jī)傳動領(lǐng)域中，當(dāng)電機(jī)快速制動或被其他力量拖動而工作在再生發(fā)電狀態(tài)時，為避免變頻器出現(xiàn)過流或過壓故障跳閘，需要采取一些措施來處理電機(jī)的再生發(fā)電能量。

1）采用制動單元和制動電阻，制動單元的工作原理是通過檢測變頻器的直流母線電壓來實現(xiàn)對再生能量的處理。當(dāng)直流母線電壓超過某一設(shè)定數(shù)值（如680 V）時，打開制動單元的開關(guān)將大功率制動電阻連接到直流母線上，釋放儲存在變頻器內(nèi)濾波電容上的電能，此時電阻將電能轉(zhuǎn)變成熱能消耗掉，制動能量被白白浪費(fèi)，效率很低。采用這種方式時，投資較少，性能上的缺點是制動響應(yīng)時間慢，制動轉(zhuǎn)矩不足。2）在變頻器的直流母線上并聯(lián)超級大電容，這種方式的原理如圖1所示。其原理是將電機(jī)制動時的再生能量儲存在足夠大的超級電容器中，當(dāng)電機(jī)工作在電動機(jī)狀況時，又將儲存在超級大電容中的電能利用，因此，這樣的方式效率最高，基本沒有損耗，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)99%以上（不考慮電機(jī)的發(fā)電效率）。但是這種策略存在的致命缺點是電容的容量一般在法拉級，受制造工藝和材料的限制，超級大電容體積非常龐大，價格昂貴。

3）采用共用直流母線的策略，這種方式的原理如圖2所示，但僅適合于多電機(jī)傳動系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)中某臺電機(jī)處在再生發(fā)電狀態(tài)時，它所發(fā)出的電能可以被處于電動狀態(tài)的其他電機(jī)所利用。但是這種方案僅適用于多電機(jī)傳動系統(tǒng)，而且要求處于發(fā)電狀態(tài)的電機(jī)容量要遠(yuǎn)小于工作在電動狀態(tài)的電動機(jī)容量，應(yīng)用有一定的局限性。

由以上分析可見，不管采用上述何種方法處理電機(jī)的再生發(fā)電能量，都會或多或少地存在一些問題，不是耗能就是價格昂貴或者應(yīng)用范圍受限。針對以上問題，很多學(xué)者都在研究能量回饋問題。TEFU系列能量回饋單元基本原理

TEFU系列能量回饋單元，通過自動檢測變頻器的直流母線電壓，采用正弦波電流跟蹤技術(shù)，將變頻器直流環(huán)節(jié)的直流電壓逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的三相交流電壓，經(jīng)多重噪聲濾波后連接到交流電網(wǎng)。從而達(dá)到能量回饋的目的，并且實現(xiàn)單位功率因數(shù)回饋，回饋到電網(wǎng)的電能達(dá)到電機(jī)發(fā)電能量的97%以上，有效節(jié)省電能，其原理框圖如圖3所示。

具體的原理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4 所示。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很容易做到控制交流側(cè)和直流側(cè)之間有功功率和無功功率的交換。所謂正弦波電流跟蹤技術(shù)是指圖4 中將電網(wǎng)電壓的正弦波信號作為回饋電流的指令信號，通過閉環(huán)控制使得回饋電流波形跟蹤電網(wǎng)電壓信號的波形，從而實現(xiàn)回饋電流的正弦特性，減小回饋電流的畸變率。3 實驗波形

從下面的實驗波形中，可以看到該能量回饋單元可以很好地處理電機(jī)再生發(fā)電的能量，同時完成單位功率因數(shù)回饋，而且回饋電流畸變率< 5%。

圖5是能量回饋單元回饋時某一相的相電壓和回饋的相電流，圖中光滑的波形是電網(wǎng)相電壓，另一波形是回饋電流，從中可以看到回饋的功率因數(shù)約等于1，回饋電流逼近正弦波。

圖6是能量回饋單元工作時回饋電流和變頻器直流母線電壓的波形（100 V/div），從圖中可以看到，制動時變頻器直流母線電壓迅速上升，達(dá)到690 V 時，回饋單元立即工作，很好地將直流母線電壓穩(wěn)定在700 V以內(nèi)，變頻器的停車時間約在0.6 s，回饋單元響應(yīng)迅速（2 ms以內(nèi)），制動力矩大。應(yīng)用

TEFU 系列能量回饋單元和變頻器一起可以應(yīng)用在位能式負(fù)載或大慣量負(fù)載和其他需要快速制動類負(fù)載的場合。下面是TEFU 系列能量該回饋單元與時代TVF 8000 系列變頻器在河北某單位B2016A型龍門刨床上的應(yīng)用情況。

B2016A 型龍門刨床是機(jī)械加工初用的大型機(jī)床，是制造重型設(shè)備不可缺少的工作母機(jī)，主要用來加工大型工件的各種平面、斜面和槽，在機(jī)加行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。由于技術(shù)的限制，五六十年代的龍門刨床工作臺的拖動采用了電機(jī)擴(kuò)大機(jī)—直流發(fā)電機(jī)—直流電動機(jī)方式，造成故障率高，體積大、電耗大、控制精度差、效率低等諸多缺陷?；谝陨戏N種弊端，我們對河北某加工廠的B2016A 型龍門刨床進(jìn)行了變頻改造，改造方案是采用時代TVF8000系列變頻器配套TEFU 系列能量回饋單元方案+TVF8000 系列變頻器配套制動單元和制動電阻方案。將這兩種方案進(jìn)行對比，采用回饋單元的方案比采用制動單元和制動電阻的方案多節(jié)能20%，節(jié)能效果顯著。而且系統(tǒng)改造以后，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，系統(tǒng)維護(hù)簡 單方便，回饋電能質(zhì)量高，刨床的加工精度高，提高了加工質(zhì)量與效率，延長了刀具的使用壽命。5 結(jié)語

采用正弦波電流跟蹤技術(shù)研制的TEFU 系列能量回饋單元，具有自動識別電網(wǎng)相序，有過流、過熱、短路等全面保護(hù)功能，是一款綠色環(huán)保的節(jié)能產(chǎn)品。

從控制性能指標(biāo)上看本產(chǎn)品還有改進(jìn)之處，如可以采用空間電壓矢量控制SVPWM 調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生純凈的正弦波回饋電流等。作者簡介：

單升華（1967-），男，畢業(yè)于浙江大學(xué)電氣學(xué)院，研究 方向為電力電子與電氣傳動。

第四篇：制動單元的選擇資料

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動和回饋制動.能耗制動的工作方式

能耗制動采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實現(xiàn)制動。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻二部分。

制動單元

制動單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無區(qū)別，都是作為接通制動電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。

制動電阻

制動電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量兩個重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動過程

能耗制動的過程如下：

能耗制動的過程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時（包括被拖動），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動電阻；C、制動電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動單元與制動電阻的選配

A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩

=（(電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量+電機(jī)負(fù)載測折算到電機(jī)測的轉(zhuǎn)動慣量）*（制動前速度-制動后速度））/375*減速時間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動時，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置；

B、接著計算制動電阻的阻值

=制動元件動作電壓值的平方/（0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。C、然后進(jìn)行制動單元的選擇

在進(jìn)行制動單元的選擇時，制動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計算公式如下：

制動電流瞬間值=制動單元直流母線電壓值/制動電阻值

D、最后計算制動電阻的標(biāo)稱功率

由于制動電阻為短時工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時的消耗功率，一般可用下式求得： 制動電阻標(biāo)稱功率 = 制動電阻降額系數(shù) X 制動期間平均消耗功率 X 制動使用率%

制動特點 能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，缺點是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。

R=U*U/Pz Pz=制動功率 R=制動電阻值

拖動電機(jī)功率為132KW，動作電壓可適當(dāng)降低如680v，主要是降低制動電阻阻值如6－10歐姆，據(jù)本人經(jīng)驗，阻值一般不小于6歐均可；制動電阻功率要嚴(yán)格保證，若動作頻繁，制動電阻須強(qiáng)制散熱。制動電阻計算方法: 制動力矩 制動電阻 92% R=780/電動機(jī)KW 100% R=700/電動機(jī)KW 110% R=650/電動機(jī)KW 120% R=600/電動機(jī)KW 注：①電阻值越小，制動力矩越大，流過制動單元的電流越大;②不可以使制動單元的工作電流大于其允許最大電流，否則要損壞器件;③制動時間可人為選擇;④小容量變頻器(≤7.5KW)一般是內(nèi)接制動單元和制動電阻的;⑤當(dāng)在快速制動出現(xiàn)過電壓時,說明電阻值過大來不及放電，應(yīng)減少電阻值.4、電阻功率計算方法: 制動性質(zhì) 電阻功率

一般負(fù)荷 W(Kw)=電阻KWΧ10℅

頻繁制動（1分鐘5次以上）W(Kw)=電阻KWΧ15℅ 長時間制動（每次4分鐘以上）W(Kw)=電阻KWΧ20℅

1, 計算 制動電阻歐姆=700/電機(jī)千瓦數(shù)（380 系列）

電阻功率=電機(jī)千瓦數(shù)*10%--15% 關(guān)于制動電阻的阻值，是根據(jù)變頻器的廠家和型號來的，有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但功率可以放大。為了保證散熱性能，如果你要頻繁制動，最好是把制動電阻的功率放到電機(jī)功率的一半。

第五篇：變頻調(diào)速器回饋制動單元的設(shè)計[最終版]

引言

隨著電力傳動及控制技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速越來越廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域，很好地解決了交流電動機(jī)的調(diào)速問題。而通用變頻器常采用交直流電壓型逆變器拓樸結(jié)構(gòu)，只能運(yùn)行在一、三象限。為獲得電動機(jī)的制動要求，常采用電阻吸收直流側(cè)的泵升能量，由于制動電阻放電時受電阻設(shè)計溫升的限制，只能規(guī)定在較短時間的制動；另一方面這種依靠電阻放電的制動模式無法實現(xiàn)快速的動態(tài)響應(yīng)；而對大功率變頻器，電阻制動更為困難。為此我們設(shè)計了一種采用PWMAC／DC變換器控制的變頻器能量回饋制動單元，與電阻放電制動相比，不僅獲得了快速的動態(tài)響應(yīng)，而且把制動電能回饋至電網(wǎng)，且能長期運(yùn)行，使變頻器真正實現(xiàn)了回象限運(yùn)行。另外能量回饋制動單元工作時其網(wǎng)側(cè)電流為正弦波并為單位功率因數(shù)，克服了可控硅有源逆變單元運(yùn)行時對電網(wǎng)的諧波污染?？刂葡到y(tǒng)的構(gòu)成及原理

如圖2—1，控制系統(tǒng)主電路采用單相PWMAC／DC變換器拓樸結(jié)構(gòu)，L為交流進(jìn)線電感以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流PWM控制，T1～T4采用IPM模塊，從而提高了功率開關(guān)工作的可靠性并簡化了硬件設(shè)計。

回饋單元的直流側(cè)并接于變頻器的直流母線PN端，交流側(cè)并接于電網(wǎng)。

系統(tǒng)采用80C196MC16位單片微處理器控制，即完成2-1虛框中的運(yùn)算與PWM波形生成任務(wù)?？刂葡到y(tǒng)要用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)。電壓外環(huán)檢測變頻器直流側(cè)電壓，一旦變頻器快速降頻制動時，逆變器泵升電壓上升至回饋電壓V＊時，電壓環(huán)立即動態(tài)調(diào)節(jié)，使實際電壓穩(wěn)定在V＊附

近。為避免整流電路與回饋單元同時工作，V＊電壓值一般選擇為0．85 Vdm（Vdm為變頻器過壓保護(hù)值），并加入一定滯環(huán)以防振蕩。而電流環(huán)則按電壓調(diào)節(jié)要求迅速調(diào)節(jié)網(wǎng)側(cè)電流使網(wǎng)側(cè)電流為正弦波且與電網(wǎng)電壓反相（功率因數(shù)為－1），使直流電能快速回饋至電網(wǎng)，其網(wǎng)側(cè)電流、電壓矢量如圖2—2所示。

在調(diào)節(jié)器設(shè)計上，外環(huán)電壓調(diào)節(jié)器采用積分分離PID算法使電壓控制具有動態(tài)響應(yīng)快、超調(diào)小等優(yōu)點，而電流環(huán)的電流控制則采用基于電壓前饋的電流無差拍控制，使網(wǎng)側(cè)電流具有快速跟隨性能。3 電流控制算法

如圖2—1，設(shè)Ve為純正弦波，Ve＝Vemsinωt；Vn為變流器交流端電壓的基波分量，則

式中R為輸入回路等效電阻?？紤]tn→tn＋T一個穩(wěn)態(tài)開關(guān)周期（T為開關(guān)周期），如果開關(guān)頻率足夠高，在一個穩(wěn)態(tài)開關(guān)周期中Ve可由對應(yīng)的瞬時值Ve（tn）代替。對式（3—1）在tn→tn＋T時段上離散化得：

式（3—5）表明：若按式（3—5）運(yùn)算并控制變流器交流端輸出電壓Vn（tn）就可以實現(xiàn)電流無差拍

控制，使系統(tǒng)具有較好的跟蹤性。而式（3—5）右邊如果忽略R則體現(xiàn)了電流控制系統(tǒng)具有電流反饋［i＊（tn）－i（tn）］加電壓前饋Ve（tn）的控制特性。

如果PWM調(diào)制采用三角波調(diào)制方案，并設(shè)三角波峰—峰值為2 h，調(diào)制波函數(shù)為y（t），顯然： 回饋單元容量參數(shù)設(shè)計

回饋單元容量參數(shù)主要包括回饋單元功率模塊電流參數(shù)和電壓參數(shù)。

由于回饋單元直流側(cè)與變頻器直流側(cè)并接，故功率模塊電壓參數(shù)應(yīng)與變頻器功率模塊電壓參數(shù)一致，如220V系列選擇600V耐壓模塊，380V系列選擇1 200V耐壓模塊。

下面討論回饋單元功率模塊電流參數(shù)的選擇。

這一參數(shù)主要通過最快啟動、制動能量傳遞的對比研究而定量獲得。

對于啟動過程，設(shè)變頻器驅(qū)動電動機(jī)由零速快速升速至所允許的最高轉(zhuǎn)速，其對應(yīng)的角速度為ωm，若變頻器采用最大電流（IBm）限流啟動模式，并設(shè)最短加速時間為T1，若變頻器采用線性V／f模式，則加速過程變頻器輸出電壓、電流曲線近似如圖4—1所示。

這里假設(shè)電機(jī)線性加速，變頻器線性升壓，此時變頻器輸出電能以驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)，由能量平衡關(guān)系 易得：

式中η1為變頻器輸