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制動單元、能耗制動單元、能量回饋單元

發布時間: 2019/4/24 14:42:00

來源:http://www.qcqce.com/news70438.html

工作原理

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能耗制動單元在變頻調速系統中,降速的基本方法就是通過逐步降低給定頻率來實現。當拖動系統的慣性較大,電機的轉速的下降將跟不上電機同步轉速的下降,即電機的實際速度比其同步速度高,此時電機轉子繞組切割旋轉磁場磁力線的方向和電機恒速運行時正好相反,轉子繞組的感應電動勢和電流的方向也都相反,所產生的電磁轉矩也就和電機旋轉方向相反,電動機將出現負轉矩,此時的電動機實際為發電機,系統處于再生制動狀態,將拖動系統的動能回饋到變頻器直流母線上,使直流母線電壓不斷上升,甚至達到危險的地步(變頻器損壞等)。?????

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制動過程

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在某些應用場合,需要快速降速,根據異步電動機原理可知,若滑差越大轉矩也越大,同理制動轉矩將隨著降速速率的加大而增大,使系統降速時間大大縮短,能量回饋大大加快,直流母線電壓快速上升,因此必須將該回饋能量迅速消耗掉,保持直流母線電壓在某一安全范圍以下。制動單元系統的主要功能就是能快速將該能量消耗掉(能量由制動電阻轉換成熱能散發)。它有效的彌補了普通變頻器的制動速度慢、制動轉矩小(≤20%額定轉矩)的缺點,對于一些需快速制動但頻度較低的場合非常適用。以下是制動單元的動作過程:?????

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當電動機在外力的作用下減速時,電機以發電狀態運行,產生再生能量。其產生的三相交流電動勢被變頻器逆變部分的六個續流二極管組成的三相全控橋整流,使變頻器內直流母線電壓持續升高。? ????

2

當直流電壓達到某一電壓(制動單元的開啟電壓)時,制動單元功率開關管開通,電流流過制動電阻。? ????

3

制動電阻釋放熱量,吸收再生能量,電機轉速下降,變頻器直流母線電壓降低。?????

4

當直流母線電壓降到某一電壓(制動單元停止電壓)時,制動單元的功率管關斷。此時沒有制動電流流過電阻,制動電阻在自然散熱,降低自身溫度。? ????

5

當直流母線的電壓重新升高使制動單元動作時,制動單元將重復以上過程,平衡母線電壓,使系統正常運行。? ????

由于制動單元的工況屬于短時工作,即每次的通電時間很短,在通電時間內,其溫升遠遠達不到穩定溫升;而每次通電后的間歇時間則較長,在間歇時間內,其溫度足以降到與環境溫度相同,因此制動電阻的額定功率將大大降低,價格也隨之下降;另外由于IGBT只有一個,制動時間為ms級,對功率管開通與關斷的暫態性能指標要求低,甚至要求關斷時間盡量短,以減少關斷脈沖電壓,保護功率管;控制機理也相對簡單,實現較為容易。?由于有以上優點,因此它廣泛應用于起重機等勢能負載及需快速制動但為短時工作制的場合。

工作原理

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制動單元與制動電阻

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制動單元原理:?制動單元由大功率晶體管GTR及其驅動電路構成。其功能是為放電電流 環節電容器在規定的電壓范圍內儲存不了或者內接的制動電阻來不及消耗掉而使直流部分“過壓”時,需要加外接制動組件,以加快消耗再生電能的速度。? 

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制動電阻原理:電動機在工作頻率下降過程中,將處于再生制動狀態,拖動系統的動能要反饋到直流電路中,使直流電壓UD不斷上升,甚至可能達到危險的地步。因此,必須將再生到直流電路的能量消耗掉,使UD保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。? 

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制動單元+電阻:電動機在工作頻率下降過程中,將處于再生制動狀態,拖動系統的動能要反饋到直流電路中,使直流電壓UD不斷上升,甚至可能達到危險的地步。因此,必須將再生到直流電路的能量消耗掉,使UD保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。制動單元制動單元由大功率晶體管GTR及其驅動電路構成。其功能是為放電電流IB流經提供通路。

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能量回饋單元

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能量回饋單元,全名為“變頻器專用專用型能量回饋單元”,是變頻器專用型制動單元的一種,主要用于大慣量、拖動性的變頻調速系統中,幫助電機將其減速過程中所產生的再生電能回饋到電網,同時協助系統實現快速制動功能。

在變頻調速系統中,當電機的負載是位能式負載如:油田抽油機、礦用提升機等;或大慣量負載如:風機、水泥制管、變頻器專用型能量回饋制動單元MLAD系列動平衡機等;以及軋鋼機、大型龍門刨床、機床主軸等需要快速制動類負載時,電機都不可避免地存在發電過程,即電機轉子在外力的拖動或負載自身轉動慣量的維持下,使得電機的實際轉速大于變頻器輸出的同步轉速,電機所發出的電能將會儲存在變頻器的直流母線濾波電容中,如果不把這部分能量消耗掉,那么直流母線電壓就會迅速升高,影響變頻器的正常工作。能量回饋單元,通過自動檢測變頻器的直流母線電壓,將變頻器的直流環節的直流電壓逆變成與電網電壓同頻同相的交流電壓,經多重噪聲濾波環節后連接到交流電網,從而達到能量回饋電網的目的,回饋到電網的電能達到發電能量的97%以上,有效節省電能。

能量回饋單元特點


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電壓、功率范圍:380V-660V;7.5KW-90kw,允許多臺并聯使用。 

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節能性:特殊設計,能把再生能量回饋電網,效率高達97%,增加運行經濟效益,節能環保。 

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安全性:采用先進的電力電子技術和高性能的IGBT作為開關器件,品質可靠安全,全智能運轉,簡單到無需客戶做任何操作;內置電抗器,全過程噪聲濾波,不會污染電網和干擾其他設備。 

4

回饋性:采用電壓自適應控制,即無論電網電壓如何波動,只有當電梯機械能轉換成電能送入直流回路電容中時,能量回饋制動單元才及時將電容中的儲能回送電網,有效解決了能量回饋。 

5

經濟性:性價比高,品質與同類產品相媲美,有絕對的價格優勢。

6

應用范圍:適用于各種進口、國產低壓變頻器(三相異步、永磁同步電機);油田,離心機,起重機,龍門刨床等。


相關標簽:能耗制動單元,

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