變頻器的四象限運行及制動

任務7變頻器的四象限運行及制動電機驅動與伺服控制

項目二簡易通用型變頻器調速系統(tǒng)安裝與調試2（1）掌握電動機的四象限運行；（2）理解能耗制動、直流制動、回饋制動、直流共母線系統(tǒng)；（1）電動機的四象限運行；（2）會選用制動電阻，會硬件接線。（1）會斜坡停車、直流制動停車、自由停車操作；（2）會選用制動電阻；（3）會識讀各種制動方式的電路圖，并會硬件接線。知識點技能點重點

所謂四象限運行，是指電動機的工作點可能出現(xiàn)在坐標系的四個象限中。

電動機在不同的象限中的工作狀態(tài)是不同的，歸納起來就兩種情況：制動狀態(tài)

電動狀態(tài)7.1電動機四象限運行電梯傳動電動機的運行傳動示意圖轎箱運動狀態(tài)電動機狀態(tài)轎箱向上起動正常運行正向電動轎箱向上停止正向制動轎箱向下起動正常運行反向電動轎箱向下停止反向制動VnTVnTVnTVnT兩種狀態(tài)下變頻器與電動機的能量傳遞P7.2變頻器的再生制動狀態(tài)

變頻調速系統(tǒng)中通過降低變頻器的輸出頻率實現(xiàn)減速及停車。在降速瞬間，電動機的同步轉速隨之下降，但轉子轉速由于機械慣性并未馬上下降。當同步轉速小于轉子速度時，電動機電流的相位改變180度，電動機從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。與此同時，電動機軸上的轉矩變?yōu)橹苿愚D矩，電動機的轉速迅速下降，處于再生制動狀態(tài)。P

再生制動形成的電流被電容器吸收，形成電容器側“泵升電壓”，使直流母線電壓升高，對變頻器形成危害。7.3變頻器制動運行1.能耗制動

能耗制動是由制動電阻消耗再生制動時所產(chǎn)生的電能。

變頻器中一般均設置有能耗制動單元，由能耗制動單元和制動電阻實現(xiàn)能耗制動。制動單元

電壓檢測裝置用于檢測電容器兩端的電壓（直流母線電壓）。當檢測到該電壓高于某一值時（有些變頻器如ATV71可以設定這一電壓），制動功率管VT飽和導通，直流電壓通過制動電阻放電，使直流母線電壓下降。

直流母線制動電阻接線端制動單元內(nèi)置制動單元制動單元外置能耗制動時，變頻器如正處于斜坡停車等過程就會自動進入這一狀態(tài)，無需參數(shù)設定。

15kW以上變頻器制動單元一般外置。實驗室實驗臺中制動電阻示意圖制動電阻（2）直流制動

直流制動是在交流電動機的兩相定子繞組中通入直流電源進行制動的方法

。

產(chǎn)生固定磁場制動時，轉子切割固定磁場產(chǎn)生與轉速方向相反的力矩，即制動力矩。

注意！

直流制動時電動機轉子上的機械能將轉化成電動機轉子的電能消耗在轉子上，從而使電動機的轉子溫度升高

。

一般地，變頻器不允許在高速運行情況下馬上轉入直流制動。通常的做法是，變頻器先按照預先的設定進行減速，當運行頻率小于一定值后，再進入直流制動。

直流制動頻率直流制動的應用B:用于制止在起動過程前電動機由外因引起的不規(guī)則自由旋轉如引風風機負載葉片的旋轉等。

A:用于準確停車；（3）回饋制動

回饋制動是將再生制動時產(chǎn)生的多余電能反饋到電網(wǎng)的制動方式。

也歸納為回饋制動

通用變頻器整流單元由不可控全波整流電路組成，無法組成完全意義上的回饋制動。但在某些特殊的使用場合下可將能量回饋到直流母線側

。

變頻器公用直流母線吸收型直流共母線回饋制動兩臺變頻器直流共母線應用主回路示意圖薄膜復卷機設備示意照片能量回饋至電網(wǎng)側的回饋制動變頻器中增加了一組回饋逆變單元，控制復雜，變頻器的價格也高，因此，這種方式一般用于大容量的起重機等場合。

回饋制動對電源系統(tǒng)的可靠性要求很高。在變頻器在回饋制動過程中，若發(fā)生電源系統(tǒng)故障，將會使變頻器產(chǎn)生不可恢復的故障。

ATV31變頻器的制動運行

斜坡停車

快速停車直流注入停車M為普通異步電動機R2為制動電阻S1為變頻器起動按鈕變頻器的LI1設定為正向運行

S1閉合變頻器起動

S1斷開正常停車正常停車方式取決于SET-Stt的設置

S1閉合變頻器無法起動，用手轉動電動機轉軸發(fā)現(xiàn)有較大阻力，什么原因？S1定義為電動機正轉，S2定義為