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制动电路对于采用变频驱动器 (VFD) 和控制高惯量负载的电动机的系统正常运行至关重要。起重机、电梯和离心机只是 VFD 可能受到来自电机的大量再生能量的少数应用。
在减速或大修期间,运行中的电机产生的 CEMF(反电动势)会增加,基本上将电机变成发电机。减速/大修的速率和负载的大小将决定产生多少 CEMF 电压。该电压将添加到驱动器的 DC 总线电容器上已经存在的电压上。
一般来说,VFD 的设计目的不是为了将电机的能量返回给公用设施。驱动器的输入桥式整流器只允许输入电源,不能将电力传回主电源。
制动斩波器
通常,制动电路(有时称为“斩波器”电路)由驱动器控制,由连接在驱动器直流总线上的功率晶体管和电阻器组成。
F5 驱动器有 200V 和 400V 两种型号。在 480VAC 的三相电源电压下使用 400V F5 型驱动器时,驱动器将测量 672VDC (480VAC x √3) 的空闲总线电压。F5 触发制动晶体管的默认电压水平为 780VDC(200V 型号为 380VDC)——此水平是可编程的。
F5 将监控总线电压,如果它开始上升到触发电平以上,它将打开制动晶体管,将电流发送到制动电阻器,在那里能量将以热量的形式消耗掉。
一旦总线电压降至触发电平以下,F5 将关闭制动晶体管。F5 的最大直流总线电压电平为 840VDC(200V 型号为 420VDC)。如果由于某种原因制动电路出现故障(即制动电阻开路)并且多余的电压无法分散,当直流母线电压达到高于额定最大值时,F5 将触发误差 E.OP(过电位)。触发错误时,驱动器将停止运行。
此外,其他制造商驱动器的制动晶体管额定占空比通常低于 100%,这意味着驱动器或制动模块可能需要过大尺寸才能处理制动电流。
考虑到这些因素,很容易看出为什么 F5 是许多 OEM 的首选 VFD。
在实施制动电路时,还必须考虑制动电阻器的尺寸和规格。它们的大小必须正确,否则可能会发生损坏。如果电阻过低,可能会超过制动晶体管的额定最大制动电流,从而导致制动电路损坏。
如果电阻过高,则多余的电压将无法充分耗散,从而导致过电压。随着时间的推移,反复暴露在过电压下会损坏直流母线电容器,从而导致驱动器故障。