变频器回馈制动
回馈制动在变频器中的应用
Ｔ ｃ ｎｉ ＩＣｏ ｍ Ｕ ｃ ｉ ｓ ｅ ｌ ｈ ｃａ ｍ ｎｉａｔ ｏｎ
（ 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０年第 ２ （ 自 ０１ ９卷第 ６期
回馈 制 动 在 变 频 器 中 的 应 用
贺宝 山
（ 山不锈 钢有限责任公 司 自动 化部 ｌ ８ 唐 ５ ０电修车 间 ， 河北 唐 山 ０ ３ ０ ） ６ １ ０
一
由于变频 器有 中间储 能环节 ， 储 能是有 限 的 ， 电机 其 故
发 电状 态 时对 变频 器有 较大 的威 胁 。变 频器 在 处理 电 机 的再生 发 电时 ， 多 种制 动方 法 ， 能 耗制 动 、储 能 有 如
制动 、 回馈 制动等 。对 能耗制 动方法 ， 电机 发 出的 电会
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓａ ｔ ｌ ， ｈ ｙ ｈ ｗ ｏ ｍ ａ ｅ ｔ ｅ ｆ ｅ ｂ ｃ ｒ ｋ ｏ ｒ ｅ ｉ ｉ ｃ ｓ ｅ ｎ ｅ ｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｏ ｙ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ｒｉ ｅ ｔ ｅ ｗａ ｏ ｔ ｋ ｅ ｄ ａ ｋ ｂ ａ ｅ ｃ ｍｅ ｔ ｕ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｈ ｏｌ ｇ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｅ ｃ ｈ ｈ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｄ ａ ｋ ｂ ａ ｅ ｍ ａ ｅ ｇ ｏ ｆｅ ｔｉ ｈ ｉ ｄ ｏ ｏ ｌ ｒｌ ａ ｅ ａ ｓ ｕ ｅ ． ｐ ｌｃ ｔ ｆｆ ｅ ｂ ｃ ｒ ｋ ｋ ｏ ｄ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｋ ｎ ｆｒ ｌｅ ｏ ｄ ｄ ｔ ｎ ｄ ｃ ｒ ｏ ｒ Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｄ ａ ｋ ｂ ａ ｅ ｔａ ｓ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆ ｅ ｂ ｃ ｒ ｋ ； ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ
摘 要： 本文讨论 ｒ实现回馈制动的方法 ， 介绍 了其 中关键技术 ， 刚馈制动朋到辊道类 负载变频器上取得 了很好的效果 。 关键字 ：ｎ 『馈制动 ； １ 变频器
变频器 刹车 原理
变频器刹车原理变频器刹车原理解析1. 引言变频器刹车是现代工业领域中常见的一种控制方式，通过变频器来实现刹车控制，具有调速、刹车平稳、精确控制等优势。
本文将为您介绍变频器刹车的原理及其相关知识。
2. 变频器介绍定义变频器是一种可以改变电机运行频率和电压的电力传动装置，通过改变电机的输入电压和频率，控制电机的转速。
它通常由整流器、PWM逆变器以及控制电路等部件组成。
作用变频器广泛应用于工业生产中的电动机控制中，可以实现电机的调速、刹车控制等功能。
3. 变频器刹车原理刹车类型变频器刹车可以分为电阻刹车、再生刹车和电流回馈刹车三种类型。
电阻刹车原理电阻刹车是通过将电流通过外接的电阻，使电机产生高阻力，从而达到刹车效果。
当发生刹车时，变频器会控制电机的输出频率逐渐降低，同时提高外接电阻的电阻值，使电流通过电阻消耗能量，从而实现刹车。
再生刹车原理再生刹车是利用电机的自感性质，在刹车时通过变频器改变电机的输入电压和频率，使电机产生反向电动势，将能量反馈到供电系统中，实现刹车效果。
再生刹车可以将电能转化为可再利用的能源，提高能源利用效率。
电流回馈刹车原理电流回馈刹车是通过变频器将制动时产生的电能反馈到电网中，实现刹车效果。
当电机刹车时，变频器会将产生的电能通过逆变器转化为直流电能，并反馈到电网中，使电网系统中的电能得到再利用。
4. 变频器刹车的优势刹车平稳性变频器刹车采用电子控制方式，可以实现刹车过程的平稳控制，避免了传统机械刹车的冲击和损坏。
刹车精确性变频器刹车可以通过控制电机的输出频率、电压和电流等参数，实现对刹车过程的精确控制，满足不同工况下的刹车需求。
节能效果再生刹车和电流回馈刹车可以将产生的能量反馈到电网中，提高能源利用效率，实现节能的目的。
5. 结论通过对变频器刹车原理的介绍，我们了解到变频器刹车可以通过不同的方式实现刹车控制，具有刹车平稳、精确控制、节能等优势。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的刹车方式，可以提高工业生产的效率和质量。
一种能量回馈制动方式在变频器中的应用
理 ， 计 了 以 Ｄ Ｐ为 核 心 的 能 量 回馈 制 动装 置 的软 硬 件 。 实 现 了 能量 的 回馈 制 动 。 设 Ｓ
关键词 能量 回馈
中图法分类号
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文献标志码
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图 １ 泵 升作用等值 电路
闭逆变器 工 作 电压 时 ， 闭有 源逆 变 装 置 ， 量 回 关 能 馈结 束 。
再生 发 电状 态 ， 差为 负 ， 管 反 电 势 多低 ， 个 续 滑 不 六
流二 极管 都 会 利 用 主 管 断 开 时 电机 漏 感 产 生 的 泵
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态时， 能量 由变 频 器 电 机 侧 流 回直 流 侧 ， 致 直 流 导
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侧泵 升 电压 升 高 。 当直 流 母 线 电压 超 过 电 网 线 电
压峰 值后 ， 流 桥 由 于 承 受 反 压 而 关 断 ； 直 流母 整 当
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回馈变频器直流侧。图 １ 所示为二极管续流时的等
四象限矢量变频器的能量回馈制动原理
采用了电流追踪型PWM整流器组成方式，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度，同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换，且效率可高达97%，经济效益较大，热损耗为能耗制动的1%，同时不污染电网。
所以，回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合，电动机的功率也较大，这样节电效果明显，按运行的工况条件不同，平均约有20%的节电效果。
四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点
（1）可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。
（2）回馈效率高，可达97%，热损小，仅为能耗的1%。
（3）功率因数约等于1.
（4）谐波电流较小，对电网的污染很小，具有绿色环保的特点。
（5）节省投资，易于控制电源侧的谐波和无功分量。
（6）在多电机传动中，每一单机的再生能量可以得到充分利用。
（7）具有较大的节电效果（与电动机的功率大小及运行工况有关）
（8）当车间由共用直流母线为多台设备供电时，回馈制动的能量可直接返回直流母线，供给其它设备使用。
经过核算可以节省回馈逆变器容量，甚至可以不用回馈逆变器。
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变频器能量回馈解决方法
4.1主回路原理
主回路原理图如图4所示。
整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流（如图中的VD1——VD6组成），滤波回路采用通用的电解电容（图中C1、C2），延时回路采用接触器或可控硅都行（图中Ｔ1）。充电、反馈回路由功率模块IGBT（图中VT1、VT2）、充电、反馈电抗器L及大电解电容Ｃ（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块IGBT组成（如图VT5—VT10）。保护回路，由IGBT、功率电阻组成。
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。它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，从而实现制动如图2所示。
回馈制动的优点是能四象限运行,如图3所示，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。
4.4系统难点
(1)电抗器的选取
(a)、我们考虑到工况的特殊性，假设系统出现某种故障，导致电机所载的位能负载自由加速下落，这时电机处于一种发电运行状态，
再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路，致使νd升高，很快使变频器处于充电状态，这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。
(2) 电动机电动运行状态
当CPU发现系统不再充电时，则对VT3进行脉冲导通，使得在电抗器L上行成了一个瞬时左正右负的电压（如图标识），再加上电解电容C上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。CPU通过对电解电容C上的电压和直流回路的电压的检测，控制VT3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流，确保直流回路电压νd不出现过高。
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。
变频器能量回馈单元工作原理
变频器能量回馈单元工作原理变频器，听起来是不是有点高大上？其实，它就像是咱们日常生活中的调音师，把电机的速度调得恰到好处。
而今天，我们要聊的就是“能量回馈单元”，这可真是变频器中的小精灵，能让我们省不少电呢！接下来，咱们就一起揭开这个小精灵的神秘面纱，看看它是怎么运作的。
1. 能量回馈单元是什么1.1 小知识：什么是能量回馈单元？简单来说，能量回馈单元就是一种能把电机在工作中多余的能量回收利用的装置。
想象一下，你骑自行车下坡的时候，不小心踩到了刹车，这时候车子会慢下来，但如果你能把这股能量存起来，再用在上坡时，那可真是省钱又省力，咱们的变频器就是这么聪明，能把电能“存储”起来，等着用的时候再给你派上用场。
1.2 工作原理：这家伙到底怎么工作的？能量回馈单元的工作原理其实不复杂。
它的主要任务就是把电机在减速或者制动时产生的能量转化为电能，存储起来，等到需要的时候再释放出来。
就像把你吃剩的蛋糕放进冰箱里，留着下次慢慢享用一样，既实用又节省。
2. 能量回馈的好处2.1 省电省钱，真香！咱们都知道，电费涨得飞起，能省一点是一点。
而变频器的能量回馈单元就能把那些“浪费”的电能回收利用，反正闲着也是闲着，何乐而不为呢？这些回收的电能不仅可以供给电机本身，甚至还可以反哺到电网中去，真是个一举两得的好办法。
2.2 延长设备寿命，稳稳的幸福！除了省电，能量回馈单元还能帮助延长设备的使用寿命。
因为电机在减速和制动时，能量回馈单元的工作可以有效减少电机的热量积累。
想象一下，机器也像人一样，时不时放松一下，避免过度劳累，那可真是“宁可养兵千日，不可用兵一时”呀！3. 应用场景3.1 工业领域：默默奉献的英雄在很多工业领域，变频器的能量回馈单元发挥着不可或缺的作用。
比如在一些传送带、升降机或者电梯的工作中，频繁的启停导致大量能量的浪费，这时候就得靠它们来“捡漏”。
想象一下，每次电梯上下，能量回馈单元都在默默为你省电，真是无声的英雄。
变频器回馈制动原理
变频器回馈制动原理变频器回馈制动是一种常见的制动方式，它通过利用变频器的特性来实现制动效果。
在本文中，我们将详细介绍变频器回馈制动的原理和工作过程。
让我们了解一下变频器的基本原理。
变频器是一种电力调节设备，用于控制交流电机的转速和转矩。
它通过改变电源频率和电压来控制电机的运行状态。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
在正常运行情况下，变频器将电能转换为机械能，从而驱动电机运转。
然而，在某些情况下，我们需要对电机进行制动，以便快速停止或减速。
这时，变频器回馈制动就发挥了重要作用。
变频器回馈制动的原理是利用电机的反电动势来实现制动效果。
当电机在运行时，它会产生一个反电动势，这是由于电机的旋转运动产生的感应电动势。
反电动势的大小与电机的转速成正比。
在变频器回馈制动中，当我们需要制动电机时，变频器会改变输出频率和电压的波形，使其与电机产生的反电动势波形相反。
这样，反电动势和变频器输出波形之间会产生一个差值，导致电机受到制动力矩的作用，从而减速或停止。
具体来说，变频器回馈制动可以分为两个阶段：制动准备阶段和制动执行阶段。
在制动准备阶段，变频器会检测电机的转速，并根据设定的制动要求计算出制动力矩。
然后，变频器会调整输出频率和电压的波形，使其与电机的反电动势波形相反。
在制动执行阶段，变频器将调整后的波形输出给电机，从而产生制动力矩。
这个制动力矩会逐渐减小电机的转速，直到电机停止或达到设定的减速要求。
需要注意的是，变频器回馈制动具有一定的局限性。
首先，制动效果受到电机的特性和负载情况的影响。
其次，制动过程中会产生一定的能量损耗，需要考虑能量回收和散热等问题。
总结起来，变频器回馈制动是一种利用电机的反电动势来实现制动效果的方法。
通过调整变频器的输出波形，可以产生制动力矩，从而减速或停止电机的运动。
然而，制动效果受到多种因素的影响，需要根据实际情况进行调整和优化。
希望本文对您理解变频器回馈制动的原理有所帮助。
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变频器回馈制动
变频器回馈制动，又称再生制动。
一、回馈制动概况：
当电动机功率较大（≥100KW以上），设备转动惯性GD2较大，且是反复短时连续工作制从高速到低速的降速幅度较大，且制动时间亦较短，在这样使用过程中，为减少制动过程的能量损耗，将动能变为电能回馈到电网去，以达到节能功效，只要使用能量回馈制动装置就可。
二、回馈制动条件：
A、电动机从高速fH到低速fL减速过程时，频率可突减，但因电动机的机械惯性影响使转差S，电动机处于发电状态，这时的反电势E>U （端电压）。
B、从电动机在某一个fN运行,需要停车至fN=0,在这个过程电动机同样出现发电运行状态,这进反动势E>U端电压.
C、位能(或势能)负载,如起重机吊了重物下降时,出现实际转速n>n0同步转速,这时也出现电动机发电运行状态,当然E>U是必然的.
三、回馈制动原理：
众所周知,一般通用变压器其桥式整流电路是三相不可控的即
AC/DC,因此无法实现直流回路与电源间双向能量传递,一种最有效的办法是采用有源逆变技术见图6, 即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见图7,从而实现制动,从图7可知它采用了电流追踪型PWM整流器组成方式,这样应容易实现功率的双向流动,且具有很快的动态响应速度,同时这样的拓补结构使得我们能够完全能够完全控制交流电侧和直流侧之间的无功和有功的交换,且效率可高达97%,经济效益较大,热损耗为能耗制动的1%,现时不污染电网,所以特别适用于需要
频繁制动的场合,电动机的功率亦较大,这时节电效果明显,按运行的工况条件不同平均约有20%的省电效果.
四、技术性能:
制动方式双向自动电压跟踪控制方式
反应时间 1ms以下,有多重噪声过滤
允许电网电压 300-460VAC 45-66Hz
动作电压 700V DC 误差2V
滞环电压 20V
制动力矩 150%
回馈方式正弦波电流方式
电流畸度 5%以下
内置电抗器有
内置噪声滤波有
设计工作制长期
保护过热过电流短路
防护等级 IP00
五、回馈制动特点:
D、可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行需要.
E、回馈效率高可达97%,热损小,仅为能耗制动的1%.
F、功率因素≈1.
G、高次谐波电流较小,对电网的污染较小,具有绿色环保的美称.
H、节省投资,易于控制电源侧的谐波和无功分量.
I、在多电机传动中,每一单机的再生能量可以等到充分利用.
J、具有较大的节电效果(与电动机的功率大小,及运行工况状况等有关).
六、主要应用场合:
能量回馈装置系统具有的优越性,远胜过能耗制动和直流制动,所以近年来不少使用单位结合使用设备的特点,纷纷提出要求配备能量回馈装置的要求,国外也仅有ABB、西门子、富士、安川、芬兰Vacon等少数不多的公司能提供产品,国内几乎空白,而深圳加能电子公司采用加拿大技术,近年来生产的专门从事变频制动装置制造各应用,还有深圳英威腾电气有限公司亦生产能耗制动及回馈制动,这样为广大用户提供极大的使用方便,具体用在以下行业的设备上,在使用中更为迫切.例如”
A、制药厂内的葡萄糖结晶用的高速分离机.
B、民用食糖----砂糖结晶用的高速分离机.
C、涂料厂用的涂料混合机、搅拌机.
D、塑料厂用的染色机、配料机、混合机.
E、洗涤厂用的中大型清洗机、脱水机、甩干机.
F、酒店、宾馆、洗衣店用的洗衣、床单等清洗机.
G、各专业离心机械厂中的高速离心机、分离机.
H、各种倾倒设备如转炉、钢水包等.
I、起重机械如桥式.塔式.门吊起重主吊钩,当重物下降时的运转状态/
J、一切高承载的输送带
K、矿井中的吊笼(载人或装料),斜井矿车.
L、各种闸门的启用装置.
M、造纸的纸辊电机、化纤机械的牵伸机.
不少的生产机械在运行过程中需要快速地减速或停车，而有些设备在生产中要求保持若干台设备前后一定的转速差或者拉伸率，这时就会产生发电制动的问题，使电机运行在第二或第四象限。
然而在实际应用中，由于大多通用变频器都采用电压源的控制方式，其中间直流环节有大电容钳制着电压，使之不能迅速反向，另外交直回路又通常采用不可控整流桥，不能使电流反向，因此要实现回馈制动和四象限运行就比较困难。
对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。