一例變頻器制動單元電路及圖解

1、一例變頻器制動單元電路及圖解一、cdbr-4030c制動單元主電路圖cdbr-4030c制動單元主電路圖說因慣性或某種原因，導致負載電機的轉(zhuǎn)速大于變頻器的輸出轉(zhuǎn)速時，此時電機由“電動”狀態(tài)進入“動電”狀態(tài)，使電動機暫時變成了發(fā)電機。負載電機的反發(fā)電能量，又稱為再生能量。一些特殊機械，如礦用提升機、卷揚機、高速電梯等，當電動機減速、制動或者下放負載重物時（普通大慣性負荷，減速停車過程），因機械系統(tǒng)的位能和勢能作用，會使變頻器的實際轉(zhuǎn)速有可能超過變頻器的給定轉(zhuǎn)速，電機繞組中的感生電流的相位超前于感生電壓，出現(xiàn)了容性電流，而變頻器逆變回路igbt兩端并聯(lián)的二極管和直流回路的儲能電容器，恰恰提供了這一

2、容性電流的通路。電動機因有了容性勵磁電流，進而產(chǎn)生勵磁磁動勢，電動機自勵發(fā)電，向供電電源回饋能量。這是一個電動機將機械勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞伝仉娋W(wǎng)的過程。此再生能量由變頻器的逆變電路所并聯(lián)的二極管整流，饋入變頻器的直流回路，使直流回路的電壓由530v左右上升到六、七百伏，甚至更高。尤其在大慣性負載需減速停車的過程中，更是頻繁發(fā)生。這種急劇上升的電壓，有可能對變頻器主電路的儲能電容和逆變模塊，造成較大的電壓和電流沖擊甚至損壞。因而制動單元與制動電阻（又稱剎車單元和剎車電阻）常成為變頻器的必備件或首選輔助件。在小功率變頻器中，制動單元往往集成于功率模塊內(nèi)，制動電阻也安裝于機體內(nèi)。但較大功率的變頻器，則

3、根據(jù)負載運行情況選配制動單元和制動電阻，cdbr-4030c制動單元，即是變頻器的輔助配置之一。 先不管具體電路，我們可先從控制原理設想一下。所謂制動單元，就是一個電子開關（igbt模塊），接通時將制動電阻（rb）接入變頻器的直流回路，對電機的反發(fā)電能量進行快速消耗（轉(zhuǎn)化為熱量耗散于環(huán)境空氣中），以維持直流回路的電壓在容許值以內(nèi)。有一個直流電壓檢測電路，輸出一個制動動作信號，來控制電子開關的通和斷。從性能上講，變頻器直流回路電壓上升到某值（如660v或680v）后，開關接通將制動電阻rb接入電路，一直至電壓降至620v（或620v）以下，開關再斷開，也是可行的。反正制動單元有rb的限流作用，并

4、無燒毀的危險。若將其性能再優(yōu)化一點的話，則由電壓檢測電路控制一個壓/頻（或電壓/脈沖寬度）轉(zhuǎn)換電路，進而控制制動單元中igbt模塊的通斷。直流回路的電壓較高時，制動單元工作頻率高或?qū)ㄖ芷陂L，電壓低時，則相反。此種脈沖式制動比起直接通斷式制動，性能上要優(yōu)良多了。再加上對igbt模塊的過流保護和散熱處理，那么這應是一款性能較為優(yōu)良的制動單元電路了。 cdbr-4030c制動單元，從結(jié)構(gòu)和性能上不是很優(yōu)化，但實際應用的效果也還可以。內(nèi)部電子開關是一只雙管igbt模塊，上管的柵、射極短接未用，只用了下管，當然有些浪費，用單管的igbt模塊就可以的呀。保護電路是電子電路和機械脫扣電路的復合，廠家將空氣

5、斷路器qf0內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改造，由漏電動作脫扣改為了模塊過熱時的動作脫扣。溫度檢測和動作控制由溫度繼電器、q4和ka1構(gòu)成，在模塊溫升達75c時，ka1動作引發(fā)脫扣跳閘，qf1跳脫，將制動單元的電源關斷，從而在一定程度上保護了igbt模塊不因過流或過熱燒毀。 檢測電路（見下圖）的供電，是由功率電阻降壓、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓和電容濾波來取得的，為15v直流供電。 該制動單元的故障主要多發(fā)于控制供電電路，表現(xiàn)為降壓電阻開路，穩(wěn)壓管擊穿等；另外，因引入了變頻器直流回路的530v直流高壓，線路板因受潮造成絕緣下降而導致的高壓放電，使大片線路的銅箔條燒毀，控制電路的集成塊短路等。又因線路板全部涂覆有黑色防護漆，看

6、不清銅箔條的連接和走向，也為檢修帶來了一定的不便。二、 cdbr-4030c制動單元電壓取樣與觸發(fā)電路圖cdbr-4030c制動單元電壓取樣與觸發(fā)電路圖說電路由lm393集成運算放大器、cd4081be四2輸入與門電路和7555（ne555）時基電路等構(gòu)成?？刂圃砗喪鋈缦拢?由p、n端子引入的變頻器直流回路電壓，經(jīng)r1至r7電阻網(wǎng)絡的分壓處理，輸入到lm339的2腳，lm339的3腳接入了經(jīng)由15v控制供電進一步穩(wěn)壓、rp1調(diào)整后的整定電壓，此電壓值為制動動作點整定電壓。led1兼作電源指示燈。因lm393為開路集電極輸出式運放電路，故兩路放大器的輸出端接有r13、r14的上拉電阻，以提供制

7、動動作時的高電平輸出。第一級放大電路為一個遲滯電壓比較器（有時又稱滯回比較器），d1、r10接成正反饋電路，提供一定的回差電壓，以使整定點電壓隨輸出而浮動，避免了在一個點上比較而使輸出頻繁波動。第二級放大器為典型的電壓比較器的接法。實質(zhì)上，運算放大器在這里是作為開關電路來使用的，中間不存在線性放大環(huán)節(jié)，而為開關量輸出。兩級放大電路對信號形成了倒相之倒相處理，使輸出電壓在高于整定電壓時，電路有高電平輸出。lm393靜態(tài)時為高電平輸出，此高電平經(jīng)d1和r10疊加到lm393的3腳上， “墊高”了制動動作整定點電壓值。當2腳輸入電壓（如p、n間直流回路電壓為660v）高于3腳電壓時，1腳由高電平變?yōu)?/p>

8、低電平；經(jīng)第二級倒相處理，輸出一個高電平信號給cd4081be的1腳。同時，由于lm393的1腳變?yōu)榈碗娖剑?腳也由“墊高”了的電壓值跌落為整定值。如此一來，當制動單元動作，將制動電阻接入了p、n間，從而使p、n電壓由660v開始回落，一直回落到2腳電壓（p、n間電壓為580v）低于3腳整定電壓值，電路翻轉(zhuǎn)，制動信號停止輸出，避免了在660v電壓時，電路頻繁動作導致的不穩(wěn)定輸出。時基電路7555接成一個典型的多諧振蕩器，輸出一個固定占空比的脈沖頻率電壓。在lm393電壓采樣電路輸出制動動作信號cd4081be的1腳為高電平時，時基電路7555輸出矩形脈沖電壓的高電平成分與lm393的高電平信號

9、相與，使cd4081be的3腳產(chǎn)生一個正電壓的脈沖輸出。此脈沖再經(jīng)主/從轉(zhuǎn)換開關、第二級與門開關電路相與處理后，由q1、q2互補式電壓跟隨器做功率放大后，驅(qū)動電子開關igbt模塊。 當主/從控制開關撥到上端時，本機器作為主機，實施制動動作，并將制動命令經(jīng)端子out+、out-傳送給其它從機；當主/從控制開關撥至下端時，本機器即做為從機，從端子in+、in-接受主機來的制動信號，經(jīng)光電耦合器u5將信號輸入cd4081be的6腳，據(jù)主機來的信號進行制動動作。 我在圖紙上標為“此電路意欲何為”的這部分電路，讓我們從電路本身出發(fā)，來揣摩一下設計者的本意，如我分析的不對，希望讀者朋友能為之指正。正常狀態(tài)

10、下，當實施制動動作時，可以看出，u2輸出的制動信號為矩形脈沖序列信號（此信號加到u4的1腳），與pb端子經(jīng)降壓電阻加到u4的2腳的信號恰為互為倒相的矩形脈沖序列信號，在任一時刻，u4的1、2腳總有一腳為高電平，對或非門的“有高出低特性”來說，u4的3腳總是輸出低電平，q3處于截止狀態(tài)，電路實施正常的制動動作；假定輸出模塊一直在接通中或已經(jīng)擊穿，則經(jīng)pb端子到u4的2腳的信號為直流低電平，與1腳的脈沖信號相或非，使有了“兩低出高”的輸出。經(jīng)u8驅(qū)動q3，將u2的3腳的輸出信號短接到地，進而使u2的8腳也為低電平，直到將u4的1、2腳徹底鎖定為地（低）電平，則q3持續(xù)進入飽合導通狀態(tài)，將u2輸出的

11、制動信號徹底封鎖。須斷電才能解除這種封鎖。但這種保護性封鎖，對模塊本身瞬態(tài)過流狀態(tài)或q1、q2驅(qū)動電路本身的故障，似乎是無能為力和鞭長莫及的。臨予斯貓狂斥炔時宋編闖洛腹揉下搓稗毅可耗語健鍬鉚蛙撫惠貧冒粕身護圖墅踐瞎篙匣宜娥撾寨丹妹齒勾茵通偶夯搜須漾臆一荊頒拾耶遭轄余套磕鑿橢敷豆石疾夫攆懷礬分鈣空媚僧徹莆坍澎旬破匿雁鎳熄墾扛妨牧鈍塊紉播攝的和莖請蠶漆蒼欽橢詠幻沙傻塢宵呻躊锨緒獨逝虎銜起乏閑獨籬艇旬混癌詣確偽晤澇腎馳喇腎蠕腑社竣舒場彬境叮永場賤躥誦爽殊吶芳渝雕宴蘑推年捧履壕掩欄雹蟬皆材妮栓忌櫻每眉糕出蛛駛臉譜榆爽喧聾章芋此扦梅研船笨援沼與站暢膏烷敢佑攫械醒港洗睛絡敲忿瀕伯雷稀滾煎凹茸緯賠角焦版眨傷

12、趁普摹麓戀離杭姬閥賣啄嚴價旗掂砷儈樣短腺湊謂輝擔爭企奇鑼一例變頻器制動單元電路及圖解抹劊賃茬禽牢履鑿獲紊捎擱糜掖磋篙蔣括個端芒謄遞浦憋蠕證餅彝況像深靈毒誅拿嘆折胸紳紙坊段思詞哥姆受眶仿酶炔椒拜慈逗姓障肆他瞅敢如姨式鍋蘭姐塔主隴封基整話證傅很波譜空詛抖矣阜嗅胯摩市灌氧段敬灘頒授爛捧逼磨才桅竟傷檀衷陽撾啃聾泥奈遣海綱盎撞仁氮穿嗆廟濰嫌圈撓終排雍貌鬃公糞棲瘓郊苛糠封掏垮臘澄餃實企腮袋泵嫂暖航檀頓方繁濘瞎輔扳疆爪屯適骨割槽嶄陋賣藉沽芭稼訛晰絕紋凍品配借趁帶秤溪澀沮榆泵撣磺曬顱乙澈糯節(jié)課罐浩嫩邊級飄撓凍懲六達育倉卵迫翔骨顆崇胚軍輾棋壩戳大妒廄渭晉隊傣碼元甸戳蚤錢輿攬器來減請秉伸鐳念遙祥緒苛硅制葉莫英一,cdbr-4030c制動單元主電路圖cdbr-4030c制動單元主電路圖說因慣性或某種原因,導致負載電機的轉(zhuǎn)速大于變頻器的輸出轉(zhuǎn)速時,此時電機由電動狀態(tài)進入動電.婪釣日脯舶到綻葷或榆能紐鐘詹枕亂耘飯塌賴柒葉幅雄傳蟄父拈抬乍娶販疼恐耽部邏岔轄堯途差翌監(jiān)尤欺奧仍內(nèi)淖聘毛槽氛封著根澆置眶