变频器制动和停车的区别
变频器控制系统的制动单元及其应用
36 变频器控制系统的制动单元及其应用方涌奎1 屈敏娟 2 张支钢2上海机床厂有限公司1（200093）上海长机自动化有限公司 2（200093）摘 要 阐述了在变频器控制系统中，电动机制动所带来的问题。
介绍了在变频器控制系统中，电动机的能耗制动、直流制动和回馈（再生）制动等几种方法和及其制动单元的基本原理与应用，最后以二个实例来说明制动单元的实际应用。
关键词 变频器 控制系统 制动 制动单元在日常工作中需要电动机迅速而准确的停车，为此对电动机采取一定的制动方法来实现。
但在变频器控制系统中采用同样的制动方法，由于变频器的结构而带来了一些问题，这一点必须加以重视。
1 变频器控制系统电动机制动所存在的问题在变频器控制系统中经常遇到需要电动机制动的场合，如大惯量负载的快速停车、势能负载的拖动、多级传动中的同步控制及负载突变等。
当变频器给定频率的下降速度过快时，由于所拖动的电动机带有负载（机械装置），有较大的机械惯量而不能很快地下降，使电动机绕组切割旋转磁场的速度加快， 绕组的电动势和电流增大，造成电动机侧的反电势E 大于端电压U ，电动机处于制动状态或发电状态，且有较强的制动转矩。
这一能量的回馈将通过变频器的逆变环节中与大功率管并联的二极管流向变频器的直流供电环节。
对于通用变频器来说，其基本结构多是“整流+滤波+逆变”的“交-直-交”系统， 其整流部分大多采用不可逆的桥式整流电路，因此无法将这能量回馈给主电路，结果就造成变频器直流供电环节中的电容器二端电压（通常称之泵升电压）升高。
当回馈能量较大时，还会引起直流回路的过电压而发生变频器的过电压故障。
这就是在变频器控制系统中，电动机制动所带来的新问题，必须加以注意。
2 变频器控制系统电动机制动的方法 2.1 能耗制动对于变频器，如果输出频率降低，电动机转速将跟随频率同样降低，这时会产生制动过程。
由制动产生的功率将返回到变频器侧，这些功率以电阻发热形式消耗，因此该制动方法被称作“能耗制动”。
变频器制动方法与原理
变频器制动方法与原理变频器是一种对电机进行调速的设备，通过调节电源的频率和电压，可以实现对电机进行精确的调速和控制。
变频器制动是指在一定的时间内将电机从运动状态转变为静止状态的过程，并实现快速、平稳的制动效果。
下面将详细介绍变频器制动的方法和原理。
1.电流制动电流制动是通过控制电机的电流大小和方向实现制动效果。
在电机运行过程中，通过调整变频器的输出电压和频率，控制电机的电流达到提前设定的负载电流值，从而实现电机的制动和停止。
电流制动可以分为负载电流制动和电压电流双重制动。
负载电流制动是指通过降低输出电压和频率，使电机的电流达到制动所需的负载电流大小，实现减速和停止。
电压电流双重制动则是在负载电流制动的基础上，通过改变电机的电源电压和频率，使电机电流瞬间变化，实现更快速的制动效果。
2.电压制动电压制动是通过调节变频器的输出电压来实现制动效果。
当电机在高速运行状态下需要立即停止时，可以通过降低输出电压，使电机所受到的转矩降至零，实现快速制动和停止。
电压制动可以分为恒压制动和递减压制动。
恒压制动是指在电机运行过程中，通过保持输出电压不变，使电机的电流逐渐降低，从而实现制动效果。
递减压制动则是在恒压制动的基础上，通过逐渐降低输出电压的大小，使电机转速逐渐降低，实现更平稳的制动效果。
3.逆变器制动逆变器制动是通过逆变器的输出短路和制动电阻等方式实现制动效果。
在电机运行过程中，通过控制逆变器的输出电流和电压，使电机受到额外的制动负载，从而实现快速、平稳的制动效果。
逆变器制动可以分为短路制动和制动电阻制动。
短路制动是通过逆变器输出瞬间短路电流，实现电机的快速制动和停止。
制动电阻制动则是通过将逆变器的输出电流通过制动电阻进行消耗，实现平稳的制动效果。
在变频器制动过程中，首先要将电机的输出电流降低至制动负载电流大小，然后通过改变电源的频率和电压，实现电机的制动效果。
制动过程中需要根据实际工况和制动要求，选择合适的制动方法和参数，确保制动过程平稳、安全。
西门子MM440变频器的停车和制动方式
１ ＭＭ４ ４ Ｏ变频器停车方式
ＭＭ ４ ４ ０变 频 器 支 持 的停 车 方 式 包 括 Ｏ Ｆ Ｆ １ 、 Ｏ Ｆ Ｆ ２ 和Ｏ Ｆ Ｆ ３三种 。３ 种 停 车方 式 下 ， 变 频 器 的 输 出 变 化形 式 、 电 动 机 的 运 转 状 态 及 适 用 的 场 合 各 不 相 同 ＭＭ４ ４ ０变 频 器 的停 车 分 为 两 种 形 式 ： “ 自 由停 车 ” ， 就
ＭＭ ４ ４ ０变 频 器是 一种 运 行 性 能 好 、 功 能 多 样 的标 准变频器 ． 它具有 高性 能的矢量 控制技 术 ． 能 提 供 低 速 高 转矩 输 出并 具 有 良好 的动 态 特 性 ． 同 时 具 备 超 强 的过载能力 ， 成 为当前应 用范 围广 、 市 场 占有 率 较 高 的通 用 变 频 器 产 品 对 于 停 车 制 动 有 不 同要 求 的生 产 机械 ． 变 频 器停 车 和 制 动 方 式 的正 确 选 择 与 应 用 是 设 备 正 常运 行 的重 要 条 件
网和 电阻泄放等处理方式 Ｍ Ｍ４ ４ ０ 变频器 由于其整流 电路是不可逆 的 ． 因而不能像 其它能 四象 限运 行或接
有专用 Ｐ ＷＭ 有 源逆 变 能量 回馈 装 置 的 变 频 器 那 样 实 现 回馈 交 流 电 网
控制 时 ． Ｏ Ｆ Ｆ Ｉ与正转 起 动 Ｏ Ｎ命 令用 同一个端 子 输
是迅 速给电机“ 断电 ” ． 让 电机靠 自己的惯性力滑行停
车（ Ｏ Ｆ Ｆ ２ 停车 ） ；“ 制动停车” ， 就 是 按 照一 定 的斜 坡 降
频使 电动机减速停 车（ Ｏ Ｆ Ｆ １ 及Ｏ Ｆ Ｆ ２ 停 车１
常用变频器的制动方式有哪几种？
常用变频器的制动方式有哪几种？
常用的变频器制动方式有四种。
1、能耗制动：能耗制动方式通过斩波器和制动电阻，利用设置在直流回路中的制动电阻来吸收电机的再生电能，实现变频器的快速制动。
2、回馈制动：回馈制动方式是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。
实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。
3、直流制动：直流制动，一般指当变频器输出频率接近为零，电机转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。
可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。
4、直流回馈制动：共用直流母线回馈制动方式的原理是：电动机A的再生能量反馈到公共的直流母线上，再通过电动机B消耗其再生能量;共用直流母线回馈制动方式可分为共用直流均衡母线回馈制动和共用直流回路母线回馈制动两种方式。
变频器为什么要连接制动电阻
变频器为什么要连接制动电阻从变频器的工作原理可知，改变电机工作电源频率需要经过整流-->逆变的过程，制动电阻就处在整流后的位置，见下图⑧和⑨之间的电阻：那么制动电阻是起什么作用呢？下图示例中：当电机处在减速阶段时，电机开始向变频器反馈能量，即P-brake；然后直流侧电压开始升高，当电压升高到一定阈值后，制动斩波器(BRC)处于ON的状态，此时反馈的能量开始释放到制动电阻上，即Pv由于多余的能量通过制动电阻以热能的形式消耗掉，因此直流侧电压开始降低，当降低到一定阈值后，制动斩波器(BRC)处于OFF的状态，制动电阻不再工作。
以上就是制动电阻工作的原理及流程。
一般情况下，由于各厂家的设计理念不同，直流侧的电容在设计上可能存在差异。
有些产品电容大，在工作时，能够吸收较多的能量，当工况不十分严苛时，可能就不需要制动电阻也能正常工作。
有些产品电容小，无法吸收反馈能量，此时加制动电阻就十分必要的，像SEW的MDX61B或者MC07B不加制动电阻时，如果报警F04或者F07，很有可能就是因为没有制动电阻的原因。
制动电阻的作用1、保护变频器不受再生电能的危害电机在快速停车过程中，由于惯性作用，会产生大量的再生电能，如果不及时消耗掉这部分再生电能，就会直接作用于变频器的直流电路部分，轻者，变频器会报故障，重者，则会损害变频器；制动电阻的出现，很好的解决了这个问题，保护变频器不受电机再生电能的危害。
2、保证电电源网络的平稳运行制动电阻将电机快速制动过程中的再生电能直接转化为热能，这样再生电能就不会反馈到电源电网络中，不会造成电网电压波动，从而起到了保证电源网络的平稳运行的作用。
变频器配制动电阻，主要是想通过制动电阻来消耗掉直流母线电容上的一部分能量，避免电容的电压过高。
理论上如果电容存储的能量多，可以用来释放出来驱动电机，避免能量浪费，但是电容的容量有限，而电容的耐压也是有限的，当母线电容的电压高到一定程度，就可能会损坏电容了，有些还可能损坏IGBT，所以需要及时通过制动电阻来释放电，这种释放，是白白浪费掉的，是一种没有办法的做法。
通用变频器调试步骤和参数设置
通用变频器调试步骤和参数设置快速调试当选择P0010=1（快速调试）时，P0003（用户访问级）用来选择要访问的参数。
这一参数也可以用来选择由用户定义的进行快速调试的参数表。
在快速调试的所有步骤都已完成以后，应设定P3900=1，以便进行必要的电动机数据的计算，并将其它所有的参数（不包括P0010=1）恢复到它们的缺省设置值。
一、快速调试步骤和参数设置二、功能调试1、开关量输入功能2、开关量输出功能可以将变频器当前的状态以开关量的形式用继电器输出，通过输出继电器的状态来监控变频器的内部状的每一位更改。
3、模拟量输入功能1电压信号2～10V作为频率给定，需要设置:以模拟量通道2电流信号4~20mA作为频率给定，需要设置：注意：对于电流输入，必须将相应通道的拨码开关拨至ON的位置。
4、模拟量输出功能MM440变频器有两路模拟量输出，相关参数以in000和in001区分，出厂值为0～20mA输出，可以标定为4～20mA输出（P0778＝4），如果需要电压信号可以在相应端子并联一支500Ω电阻。
需要输出的物理量可5、加减速时间加速、减速时间也称作斜坡时间，分别指电机从静止状态加速到最高频率所需要的时间，和从最高频率设置过小可能导致变频器过电流。
P1121设置过小可能导致变频器过电压。
6、频率限制多段速功能，也称作固定频率，就是设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电机多段速度运行。
可通过如下三种方法实现：1）直接选择（P0701～P0706 = 15）在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率（见上表），又具备起动功能。
3）二进制编码选择+ON命令（P0701～P0704 = 17）8、停车和制动MM4变频器的闭环控制，是应用PID控制，使控制系统的被控量迅速而准确地接近目标值的一种控制手段。
实时地将传感器反馈回来的信号与被控量的目标信号相比较，如果有偏差，则通过PID的控制作用，使偏差为0，适用于压力控制，温度控制，流量控制等。
什么是变频器的制动电阻？原理如
什么是变频器的制动电阻？原理如何？有什么用？如何计算大小？变频器制动电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。
制动电阻主要是用来消耗伺服电机制动（急停）时产生的能量，不然可能会烧坏驱动器。
一、什么是变频器制动电阻变频器带动的电机或其他感性负载在停机的时候，一般都是采用能耗制动的方式来实现的，就是把停止后电机的动能和线圈里面的磁能都通过一个别的耗能元件消耗掉,从而实现快速停车。
当供电停止后，变频器的逆变电路就反向导通，把这些剩余电能反馈到变频器的直流母线上来，直流母线上的电压会因此而升高，当升高到一定值的时候，变频器的制动电阻就投入运行，使这部分电能通过电阻发热的方式消耗掉，同时维持直流母线上的电压为一个正常值。
6113961-f9a1735b e5d3b b b2.j p g二、变频器制动电阻原理当伺服电机制动的时候，该伺服电机处于发电状态。
这意味着能量将会返回到伺服驱动器的直流母线上。
因为直流母线包含电容，所以直流母线电压会上升。
电压增加的多少取决于开始制动时电机的动能以及直流母线上电容的容量。
如果制动动能大于直流母线上的电容量，同时直流母线上没有其他驱动器容纳该能量，那么驱动器将会通过制动电阻来消耗该能量，或者将其反馈给供电电源.6113961-33e9c33161f38712.j p g三、变频器制动电阻作用电机减速时，过大的设备惯量会将电动机变成发电机，这是出于发电运行状态，电机反向给变频器供电，这会造成变频器过压报警。
为了释放这部分能量，采用增大电阻功率（适当减小电阻值）的方法来实现的。
也有采用可反向供电到电源回路的，这在共直流母线的变频系统中运用的比较多，可节能。
制动电阻和发电效果是一样的，可防止变频器减速过压，减小减速距离，提高动态性能。
电机内置制动器一般是做最后停车制动的，而不做减速制动，这和电阻制动是有本质区别的，因为电阻制动只有电机减速的过程中有作用，在电机停止后是没有效果的，必须采用刹车才能让电机保持静止（有位能负载）。
变频器控制电动机停车制动方式
电动机知识变频器控制电动机停车制动方式电动机停车方式由P0700和P0701～P0708设置。
制动时有如下几种方式：(1)由外接数字端子控制。
将P0700设为2，P0701设为1，即可由外接数字端子5 (DINI，低电平)控制电动机制动，制动时间可由P1121设置斜坡下降时间。
(2)由BOP的OFF键控制。
将P0700设为1，P0701设为3，为OFF2方式，即按惯性自由停车。
用BOP上的OFF（停车）键控制时，按下OFF键(持续2s)或按两次OFF（停车）键即可。
(3)用OFF3命令使电动机快速地减速停车。
将P0701设为4，在设置了OFF3的情况下，为了起动电动机，二进制输入端必须闭合（高电平）。
如果OFF3为高电平，电动机才能起动并用OFF1或OFF2方式停车。
如果OFF3为低电平，电动机不能起动。
OFF3可以同时具有直流制动、复合制动的功能。
(4)直流注入制动。
变频调速系统在降速过程中，电动机因为处于再生制动状态而迅速降速。
但随着转速的下降，拖动系统的动能减小，电动机的再生能力和制动转矩也随之减小。
所以，在惯性较大的拖动系统中，会出现低速时停不住的“爬行”现象。
为了克服“爬行”现象，当拖动系统的转速下降到一定程度时，向电动机绕组中通入直流电流，以加大制动转矩，使拖动系统迅速停住。
在预置直流制动功能时，主要设定以下项目：1)直流制动电压。
即需要向电动机绕组施加的直流电压。
拖动系统的惯性越大，直流制动电压的设定值也越大。
2)直流制动时间。
即向电动机绕组施加直流电压的时间，可设定得比估计时间略长一些。
3)直流制动的起始频率。
即变频调速系统由再生制动状态转为直流制动状态的起始频率。
拖动系统的惯性越大，直流制动的起始频率的设定值也越大。
直流注入制动可以与OFFI和OFF3命令同时使用。
向电动机注入直流电流时，电动机将快速停止，并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。
“使能”直流注入制动可由参数P0701～P0708设置为25。
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首先，停车分为两种形式。
一种形式叫“自由停车”。
顾名思义，就是迅速给电机“断电”，让电机靠自己的惯性力滑行停车（OFF2停车）；另一种形式叫“制动停车”。
那么这个“制动停车”，法子可就多了。
比如，OFF1停车，就是按照一定的斜坡减速度制动停车，或者OFF3“紧急制动”停车（按照电机的极限制动能力停车）。
第二，制动停车手段有：直流制动（就是给电通入一定的直流电）；动力制动（用电阻耗能）；混合制动（直流制动＋动力制动）；回馈制动（将发电电流注入电网）；抱闸机械制动。
停车分斜波停车和自由停车（快速停车也是斜波停车，只是斜波较陡而已）。
制动也有机械制动（如抱闸）、能耗制动（制动电阻、反接制动、直流制动等）、回馈制动等。
是否需要制动和电机运转状态有关，斜波停车时当要求的停车时间小于自由停车时间时就需要使用制动；电机正常运转时有时也需要制动，如吊钩下降时。
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