在使用變頻器的電氣控制系統(tǒng)中，對于采用功率稍大一些的變頻器作為拖動電動機(jī)運(yùn)行的器件時，都采用了不同電阻值不同功率的制動電阻，那么您了解變頻器制動電阻的作用原理嗎？您清楚在怎樣情況需要采用制動電阻、什么情況下不需要制動電阻嗎？

制動電阻的作用原理

當(dāng)運(yùn)行中的電機(jī)接到停止運(yùn)行的指令，進(jìn)入減速階段時，由于電機(jī)是由銅線繞制的一組一組線圈，構(gòu)成了一組一組的電感線圈，根據(jù)電感元件的特性可知，在給電感加上電后然后斷開給電感供電的電源，在斷開給電感供電的一瞬間，電感兩端就會產(chǎn)生一個很高的電動勢（也就是較高的一個電壓）。因此運(yùn)行中的電機(jī)接到停止運(yùn)行的指令，進(jìn)入減速階段時電動機(jī)的接線端子就會瞬間產(chǎn)生一個很高的電壓，這個電壓直接加到變頻器中IGBT逆變橋及整流橋正負(fù)極性的兩端，就有可能把整流橋或IGBT損壞。

為了避免正在運(yùn)行的電動機(jī)接到停止指令后瞬間發(fā)出的高電壓導(dǎo)致變頻器中IGBT逆變橋及整流橋損壞的情況出現(xiàn)，設(shè)計人員設(shè)計出了變頻器制動電阻電路。變頻器制動電阻電路的作用原理是這樣的：

當(dāng)電動機(jī)發(fā)出高電壓加到整流橋或IGBT逆變橋時，直流側(cè)電壓開始升高，當(dāng)電壓升高到一定閾值后，控制制動電阻是否接入的一個IGBT就會從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入到導(dǎo)通狀態(tài)，接通變頻器制動電阻放電電路，將電動機(jī)發(fā)出的高電壓通過變頻器制動電阻電路泄放掉，從而保護(hù)整流橋或IGBT逆變橋不被損壞。當(dāng)把電動機(jī)發(fā)出的高電壓通過制動電阻以熱能的形式消耗掉后，這時加到整流橋或IGBT逆變橋直流側(cè)電壓開始降低，當(dāng)降低到一定閾值后，控制制動電阻是否接入的一個IGBT就會從導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)入到截止?fàn)顟B(tài)，制動電阻不再工作。

什么情況下變頻器需要外接制動電阻。

一般情況下，由于各廠家的設(shè)計理念不同，直流側(cè)的電容在設(shè)計上可能存在差異。當(dāng)變頻器中所使用的濾波電容電容量足夠大，在工作時，能夠吸收較多的能量，使用工況不是十分嚴(yán)苛?xí)r，就不需要接制動電阻。

如果電動機(jī)所拖動的負(fù)載不是很重，對電動機(jī)的停止運(yùn)行也沒有什么快速停止運(yùn)行的要求時，可以不用外接制動電阻。這種場合是不需要使用制動電阻的，即使你裝了制動電阻，制動單元的工作閥值電壓沒有被觸發(fā)，制動電阻也不會投入工作。

有些設(shè)備在停止運(yùn)行時需要快速讓電動機(jī)從高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)入停止運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)就需要外接制動電阻。對于有些設(shè)備需要電動機(jī)瞬間加速時也需要外接制動電阻的。

有些設(shè)備的電動機(jī)所拖動的負(fù)荷比較重，對于電動機(jī)的啟動時間要求非?？鞎r，就需要外接制動電阻。之前廣州科譽(yù)的工程師曾試過用變頻器帶動登機(jī)橋的行走電機(jī)，要求把變頻器的加速時間設(shè)計成0.1秒，這時候滿負(fù)荷啟動，雖然負(fù)荷并不是非常重，但是因為加速時間太短了，這時候母線電壓波動非常厲害，致使登機(jī)橋一啟動就出現(xiàn)過壓或者過流的情況，后來增加了外置的制動單元和制動電阻，變頻器就能正常工作了。

對于需要使用矢量控制的場合，也需要外接制動電阻。例如電梯設(shè)備，電梯的曳引電動機(jī)經(jīng)常工作在正轉(zhuǎn)運(yùn)行和反轉(zhuǎn)運(yùn)行兩種交互狀態(tài)，每次運(yùn)行完進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)時，曳引電動機(jī)都會工作在短時的發(fā)電機(jī)狀態(tài)，源源不斷的電流會反充到母線電容中，通過制動電阻，就可以及時消耗掉這些能量，保持母線電壓平衡穩(wěn)定、避免整流橋或IGBT逆變橋損壞的情況下出現(xiàn)了。

審核編輯：黃飛