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变频器什么情况下需要使用制动电阻?


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发布时间:2020-12-15 12:38

变频器的动态电阻主要用来通过制动电阻消耗DC母线电容器上的部分能量,以避免电容器电压过高。理论上,如果电容储存更多的能量,就可以释放出来驱动电机,避免能量浪费。但是,电容器的容量是有限的,电容器的耐压也是有限的,当母线电容器的电压达到一定水平时可能会损坏电容器,有些还可能损坏IGBT。因此,需要通过制动电阻及时泄电。

三相交流电全部整流后,接电容器电压会实时波动,但不能低于480伏,否则就会触发欠压报警保护。母线电容一般由两组450V电解电容串联而成,理论耐压为900V,如果母线电压超过这个值的话电容器会直接爆炸,所以母线电压在任何情况下都达不到900V这么高的电压。

实际上,三相输入380伏的IGBT耐压为1200伏,往往要求在800伏以内工作。考虑到如果电压升高,会出现惯性问题,即如果让制动电阻立即工作,母线电压不会很快下降。因此,许多逆变器被设计成通过大约700伏的制动单元开始工作,从而可以降低总线电压并防止总线电压飙升。

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因此,制动电阻设计的核心是考虑电容器和IGBT模块的耐压,以防止这两个重要器件被母线的高电压损坏。如果这两个部件损坏,变频器将无法正常工作。

变频器母线电压会变高的原因是变频器使电机工作在电子制动状态,使IGBT通过一定的导通顺序。使用电机,大电感的电流不会突变,瞬间产生高压给母线电容充电。这时,如果没有制动电阻及时消耗母线的能量,母线电压会继续升高,威胁逆变器的安全。但如果负载不重,不需要急停,这种情况下就不需要使用制动电阻,因为即使安装了制动电阻也不会触发制动单元的工作阈值电压,制动电阻也不会工作。

分析表明,启动时间过短,母线电容电压瞬间掏空,整流器瞬间有大电流充电,导致母线电压突然升高,使母线电压波动过大,瞬间可能超过700伏。有了制动电阻,波动的高压可以及时消除,逆变器可以正常工作。