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变频器制动电阻的作用

时间:2019-08-31 08:18 来源:电工之家

制动电阻的作用是在感性负载断开时,快速消耗电动机动能、电动机线圈以及磁芯所储存的能量,加快感性负载的停机速度。
同时也可以降低停机时产生的反向电动势,避免其对变频器和负载造成损害。
下图为变频器驱动电机的示意图,以其中的一相为例,通过4个IGBT或者MOSFET组成桥式驱动电路,实现电机的交流驱动。即Q2->M1->Q4, Q3->M1->Q1交替驱动。
变频器制动电阻的作用
如当Q2,Q4导通时,即电流流向为Q2->M1->Q4->地时,变频机停机,Q2,Q4断开。由于流过电感的电流不能突变,因此在M1的右侧产生高于母线电压的电压。在M1的左侧产生低于0V的电压,此时Q1和Q3内部的体二极管导通。电流通过地->Q1的体二极管->M1->Q3的体二极管形成通路。
M1电机的线圈、磁芯存储的能量,以及M1运转所具有动能会通过这个回路转移到电容C上,母线电压被抬升,如果没有制动电阻,这是一个缓慢的过程,而且无法干预。
当变频器检测到母线电压上升到一定数值之后,控制SW闭合,这样制动电阻R1被投入到电路中。
假设此时整个回路的电流为I.
如果把电机的电感量假设为L,则电机两端的电感为Ldi/dt。
流过电容的电流为-LCdi/dt, 流过电阻的电流为-Ldi/dt.
可以得到二阶常微分方程,没有R时,L和C形成LC振荡,电流衰减很慢。
而当存在R时,L、C、R形成阻尼振荡,电流快速衰减,能量大量消耗在电阻上,电机快速停机。
如下图,当没有R时,电流波形为红色的曲线,会持续振荡一断时间,接入R之后,R的阻值越小,衰减越快,振荡时间越短。
变频器制动电阻的作用

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