逆變器需要制動電阻的情況

變頻驅(qū)動(VFD)制動電阻的準(zhǔn)備主要是通過制動電阻消耗DC母線電容上的一部分能量，避免電容電壓過高。理論上，如果電容器中儲存的能量非常大，可以用來釋放出來驅(qū)動電機(jī)，避免浪費(fèi)能量。但是，電容器的容量是有限的，電容器的耐受電壓也是有限的。當(dāng)母線電容器的電壓達(dá)到一定水平時(shí)，電容器就會損壞，高頻逆變電源有些甚至損壞IGBT。所以需要及時(shí)制動電阻釋放電量。這個(gè)釋放就浪費(fèi)了，沒辦法。

總線電容是能量受限的緩沖器。

三相交流電完全整流后，連接電容器。滿載運(yùn)行時(shí)，母線正常電壓約為1.35倍，380*1.35=513伏。當(dāng)然這個(gè)電壓會實(shí)時(shí)波動，但最低不能低于480伏，否則會給出欠壓報(bào)警保護(hù)。母線一般由兩組450V電解電容串聯(lián)而成，理論耐壓為900V。如果母線電壓超過這個(gè)值，電容會直接爆炸，所以母線電壓無論如何也達(dá)不到900V。

實(shí)際上，380伏輸入的三相IGBT的耐壓是1200伏，經(jīng)常要求在800伏以內(nèi)工作。考慮到如果電壓上升，會有一個(gè)慣性問題，就是如果你讓制動電阻馬上工作，總線電壓不會很快下降，所以很多VFD都是用制動單元讓制動電阻工作在700伏左右，從而降低總線電壓避免上升。

所以制動電阻設(shè)計(jì)的核心是考慮電容和IGBT模塊的耐壓，防止這兩個(gè)重要器件被母線的高電壓損壞。如果這兩個(gè)組件損壞，VFD將無法正常工作。

急停需要制動阻力和瞬間加速。

VFD總線電壓高的原因通常是VFD。讓電機(jī)工作在電子制動狀態(tài)，讓IGBT經(jīng)歷一定的開啟順序。利用電機(jī)的大電感，電流不會突然變化，瞬間產(chǎn)生高電壓給母線電容充電。此時(shí)讓電機(jī)快速減速。此時(shí)，如果沒有制動電阻及時(shí)消耗總線的能量，總線電壓將繼續(xù)上升，威脅VFD的安全。

如果負(fù)載不重并且沒有緊急停止要求，則在這種情況下不需要制動電阻器。即使安裝了制動電阻，也不會觸發(fā)制動單元的工作閾值電壓，制動電阻也不會投入運(yùn)行。

除了在重載減速的情況下需要增加制動電阻和制動單元進(jìn)行快速制動外，實(shí)際上如果滿足重載啟動時(shí)間和非常快的啟動時(shí)間的要求，則需要制動單元和制動電阻配合啟動。我之前試過用VFD驅(qū)動一個(gè)特殊的沖床，要求VFD的加速時(shí)間設(shè)計(jì)為0.1秒。這時(shí)候滿負(fù)荷啟動，雖然負(fù)荷不是很重。

但由于加速時(shí)間過短，此時(shí)母線電壓波動較大，也會出現(xiàn)過電壓或過電流。后來加了外接制動單元和制動電阻，VFD就可以正常工作了。分析是因?yàn)閱訒r(shí)間過短，母線電容電壓瞬間被掏空，整流器大電流充電，導(dǎo)致母線電壓突然升高，造成母線電壓波動過大，可能瞬間超過700V。制動電阻的加入可以及時(shí)消除這種波動的高電壓，VFD可以正常工作。

還有一種特殊情況，在矢量控制的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向相反，或者電機(jī)零速工作，輸出100%轉(zhuǎn)矩。比如吊車失重后停在半空中。放線放線的情況下需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，這樣電機(jī)需要工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，持續(xù)的電流會反向給母線電容充電。通過制動電阻，可以及時(shí)消耗能量，保持母線電壓平衡穩(wěn)定。

上面是逆變器需要制動電阻的情況，消除這種波動的高電壓的所有內(nèi)容。謝謝你的瀏覽，可以收藏深圳市寶威特電源有限公司官網(wǎng)。