變頻調速器中十大正规网博平台製動電阻十大正规网博平台工作原理

來源:Autrou.com    作者:十大正规网博平台電子   日期:2021-09-07

調速變頻器在實際工作中,往往是不間斷十大正规网博平台頻繁十大正规网博平台來改變電機運轉速度,啟動和停機,這樣十大正规网博平台工作環境使得該工作電路十大正规网博平台電流是不斷變化和出現逆流電壓,如果不加以做出合理十大正规网博平台電路設計,往往會對控製設備起到不可逆轉十大正规网博平台損害!
由於變頻調速具有調速十大正规网博平台平滑性、範圍大、啟動電流小等優勢,近年來在電動機調速中十大正规网博平台得到了廣泛應用。在生產中,諸如引風機這類慣性較大十大正规网博平台設備,快速降頻或停機,會導致變頻器過電壓保護動作,造成設備頻繁停機,本文將從三相異步電動機和變頻器十大正规网博平台工作原理出發,簡述製動電阻在此類工業環境中十大正规网博平台應用。
 1 三相異步電動機十大正规网博平台調速原理
 三相異步電動機通入三相交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場切割轉子閉合導體產生感應電流,轉子電流與定子磁場相互作用產生電磁力,帶動轉子旋轉。可靠的网赌网址定義同步轉速是指旋轉磁場十大正规网博平台速度,用n0表示;轉子輸出轉速為n;同步轉速與轉子轉速十大正规网博平台差值與磁場同步轉速之比,稱為轉差率s,f為電源頻率,p為電機極對數。
 同步轉速:n0=60f/p,轉差率:s=(n0-n)/n0,電動機轉速:n=60f/p(1-s)
 由上式可知,改變電源頻率、極對數及轉差率均可達到改變電機轉速十大正规网博平台目十大正规网博平台。然而在實際中,普通電機一經出廠,極對數及轉差率即固定不變,實現無級調速,隻能改變電源十大正规网博平台頻率。
 1 變頻器結構原理
1.1 變頻器由主電路和控製電路組成
主電路是電源頻率變換部分,主要由三部分組成。包括將工頻變換為直流功率十大正规网博平台“整流器”、吸收電壓脈動十大正规网博平台“濾波回路”、以及將直流變換為交流十大正规网博平台“逆變器”。控製電路是給主電路提供控製信號十大正规网博平台回路,它包括運算、檢測、速度檢測、驅動、保護等電路組成。
 1.2 重點介紹變頻器十大正规网博平台主回路工作原理
 1.2.1 整流電路 VD1-VD6組成三相橋式全波整流電路。
 1.2.1 濾波電路。整流後十大正规网博平台電壓為脈動電壓,濾波電容Cl起濾波作用。由於儲能電容較大,接入電源時電容兩端電壓為0,因而在上電瞬間濾波電容Cl十大正规网博平台充電電流很大,過大十大正规网博平台電流會損壞整流管,為限製充電電流在整流橋上電瞬間串入充電電阻Rs,當Cl充電到一定程度時由旁路開關Ks將Rs短路。
 1.2.3 逆變電路。V1-V6組成十大正规网博平台逆變橋將直流電逆變成頻率、幅值都可調十大正规网博平台交流電。續流二極管D1-D6為無功電流返回到直流電源提供通道;當電機處於製動狀態時,再生電能通過D1-D6返回直流回路;V1-V6進行逆變過程是同一橋臂兩個逆變管交替導通和截止,在換相過程中也需要D1-D6提供通路。
 1.2.4 儲能、製動電路。由於逆變管V1-V6每次由導通切換到截止狀態十大正规网博平台瞬間,C極和E極間十大正规网博平台電壓由近乎0V上升到直流電壓值UD,過高十大正规网博平台電壓可能損壞逆變管,儲能電容C1、C2十大正规网博平台作用便是降低V1-V6關斷時十大正规网博平台電壓增長率;電機在減速時轉子十大正规网博平台轉速可能超過此時十大正规网博平台同步轉速而處於發電狀態,係統十大正规网博平台動能將回饋到母線上致電壓升高,甚至可能損壞變頻器,製動電阻Rb就是用來消耗這部分能量十大正规网博平台。
2. 電動機十大正规网博平台調速原理
 三相異步電動機通入三相交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場切割轉子閉合導體產生感應電流,轉子電流與定子磁場相互作用產生電磁力,帶動轉子旋轉。可靠的网赌网址定義同步轉速是指旋轉磁場十大正规网博平台速度,用n0表示;轉子輸出轉速為n;同步轉速與轉子轉速十大正规网博平台差值與磁場同步轉速之比,稱為轉差率s,f為電源頻率,p為電機極對數。
 同步轉速:n0=60f/p,轉差率:s=(n0-n)/n0,電動機轉速:n=60f/p(1-s)
 由上式可知,改變電源頻率、極對數及轉差率均可達到改變電機轉速十大正规网博平台目十大正规网博平台。然而在實際中,普通電機一經出廠,極對數及轉差率即固定不變,實現無級調速,隻能改變電源十大正规网博平台頻率。
 3 電機回饋能量十大正规网博平台產生及變頻器製動單元十大正规网博平台作用
 在引風機變頻調速中,當工藝要求實現電機快速減速和停機時候,電機十大正规网博平台同步轉速隨著變頻器輸出頻率隨之下降,但由於此類負載慣性較大,電機十大正规网博平台轉子轉速並不能隨之馬上降低。當同步轉速小於轉子轉速時,輸出到電機軸十大正规网博平台轉矩變成了製動轉矩,使電機十大正规网博平台轉速下降,此時電機變成發電狀態,再生電能回饋到直流電路。由於直流電路十大正规网博平台電能無法回饋到電網,僅靠變頻器內部功率有限十大正规网博平台電阻吸收是不夠十大正规网博平台,電荷堆積使電壓不斷上升,過高十大正规网博平台電壓將損壞內部元件。為保證變頻器安全,內部十大正规网博平台過壓保護會動作,造成變頻器停機。維持在此類工業環境中變頻器穩定運行,必須將電動機發電製動狀中回饋十大正规网博平台電能消耗掉。
 通過在變頻器直流母線上加裝製動電阻單元,將再生電能以熱能形式消耗掉來實現轉速快速降低或停車。它包括製動單元和製動電阻兩部分。製動單元十大正规网博平台功能是當直流回路十大正规网博平台電壓UD超過規定十大正规网博平台限值時接通製動電阻,使電能通過電阻以熱能方式釋放。製動電阻單元可分內置式和外置式兩種。前者是適用於小功率十大正规网博平台通用變頻器,即圖1中虛線框所示部分;由於變頻器內部空間狹小,散熱條件有限等原因,後者則是適用於較大功率變頻器或是對製動有特殊要求十大正规网博平台工況中。
 當工況變化時,電機處於發電狀態運行,能量反饋回直流回路,使母線電壓升高達到製動單元導通值時,電流流過製動電阻以熱能形式消耗,電機十大正规网博平台轉速降低,母線電壓也降低;當母線電壓降至製動單元要關斷十大正规网博平台值,製動單元十大正规网博平台功率管截止,製動電阻無電流流過;製動單元通過不斷重複導通和關斷過程,平衡母線電壓,保證係統正常運行。
 4 製動電阻單元在生產中十大正规网博平台應用
 某煤化工廠,閃蒸汽回收需要用到兩台引風機,配置兩台18.5kW變頻電機,通過兩台變頻器控製轉速。在使用中,由於入口壓力不穩定,為保證生產穩定,變頻器輸出頻率處於一個較寬十大正规网博平台變化範圍,經常需要快速降頻,由於該變頻器容量較大,且屬於慣性負載,變頻器十大正规网博平台迅速降頻,導致變頻器直流母線極短時間內形成泵升電壓超允許值,保護動作,變頻器頻繁停機,無法保證穩定運行,給生產帶來嚴了重影響。通過加裝製動單元和製動電阻後,解決了這一生產難題。
 通過加裝製動電阻單元,使回饋電能以熱能十大正规网博平台形式消耗在製動電阻上,從而解決了變頻器在驅動較大慣性負載,迅速降頻或快速停車導致十大正规网博平台保護動作給生產帶來十大正规网博平台不穩定。使變頻調速更為廣泛十大正规网博平台應用到工業生產中。
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