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變頻器過(guò)電壓產(chǎn)生的原因主要是電源過(guò)電壓和再生過(guò)電壓。那么防止變頻器過(guò)電壓的措施有哪些?涉及到具體的解決方法又有哪些?
由于過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同,因而采取的對(duì)策也不相同。對(duì)于在停車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓現(xiàn)象,如果對(duì)停車(chē)時(shí)間或位置無(wú)特殊要求,那么可以采用延長(zhǎng)變頻器減速時(shí)間或自由停車(chē)的方法來(lái)解決。所謂自由停車(chē)即變頻器將主開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi),讓電機(jī)自由滑行停止。
如果對(duì)停車(chē)時(shí)間或停車(chē)位置有一定的要求,那么可以采用直流制動(dòng)功能。直流制動(dòng)功能是將電機(jī)減速到一定頻率后,在電機(jī)定子繞組中通入直流電,形成一個(gè)靜止的磁場(chǎng)。
電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割這個(gè)磁場(chǎng)而產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,使負(fù)載的動(dòng)能變成電能以熱量的形式消耗于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中,因此這種制動(dòng)又稱(chēng)作能耗制動(dòng)。在直流制動(dòng)的過(guò)程中實(shí)際上包含了再生制動(dòng)與能耗制動(dòng)兩個(gè)過(guò)程。這種制動(dòng)方法效率僅為再生制動(dòng)的30-60,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。由于將能量消耗于電機(jī)中會(huì)使電機(jī)過(guò)熱,所以制動(dòng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。而且直流制動(dòng)開(kāi)始頻率,制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)電壓的大小均為人工設(shè)定,不能根據(jù)再生電壓的高低自動(dòng)調(diào)節(jié),因而直流制動(dòng)不能用于正常運(yùn)行中產(chǎn)生的過(guò)電壓,只能用于停車(chē)時(shí)的制動(dòng)。
對(duì)于減速(即從高速轉(zhuǎn)為低速,但不停車(chē))時(shí)因負(fù)載的飛輪轉(zhuǎn)矩GD2過(guò)大而產(chǎn)生的過(guò)電壓,可以采取適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法來(lái)解決。其實(shí)這種方法也是利用再生制動(dòng)原理,延長(zhǎng)減速時(shí)間只是控制負(fù)載的再生電壓對(duì)變頻器的充電速度,使變頻器本身的20的再生制動(dòng)能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用而使電機(jī)處于再生狀態(tài)的負(fù)載,因其正常運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài),再生能量過(guò)高無(wú)法由變頻器本身消耗掉,因此不可能采用直流制動(dòng)或延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法。
再生制動(dòng)與直流制動(dòng)相比,具有較高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小可以跟據(jù)負(fù)載所需的制動(dòng)力矩(即再生能量的高低)由變頻器的制動(dòng)單元自動(dòng)控制。因此再生制動(dòng)于在正常工作過(guò)程中為負(fù)載提供制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
變頻再生制動(dòng)的方法主要體現(xiàn)在能量消耗、并聯(lián)直流母線(xiàn)吸收、能量回饋三個(gè)方面。接下來(lái)為大家一一講解。
1.能量消耗型
這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻,通過(guò)檢測(cè)直流母線(xiàn)電壓來(lái)控制一個(gè)功率管的通斷。在直流母線(xiàn)電壓上升至700V左右時(shí),功率管導(dǎo)通,將再生能量通入電阻,以熱能的形式消耗掉,從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒(méi)能得到利用,因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型,它與直流制動(dòng)的不同點(diǎn)是將能量消耗于電機(jī)之外的制動(dòng)電阻上,電機(jī)不會(huì)過(guò)熱,因而可以較頻繁的工作。
2.并聯(lián)直流母線(xiàn)吸收型
適用于多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)(如牽伸機(jī)),在這個(gè)系統(tǒng)中,每臺(tái)電機(jī)均需一臺(tái)變頻器,多臺(tái)變頻器共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器,所有的逆變部并接在一條共用直流母線(xiàn)上。這種系統(tǒng)中往往有一臺(tái)或數(shù)臺(tái)電機(jī)正常工作于制動(dòng)狀態(tài),處于制動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)被其它電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),產(chǎn)生再生能量,這些能量再通過(guò)并聯(lián)直流母線(xiàn)被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)所吸收。在不能吸收的情況下,則通過(guò)共用的制動(dòng)電阻消耗掉。這里的再生能量部分被吸收利用,但沒(méi)有回饋到電網(wǎng)中。
3.能量回饋型
能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的,當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí),可逆變流器將再生能量回饋給電網(wǎng),使再生能量得到利用。但這種方法對(duì)電源的穩(wěn)定性要求較高,一旦突然停電,將發(fā)生逆變。