变频器能耗解决方法
发布日期:
2018-11-06

  变频器能量回馈装置供应商提醒您:在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑如何加以利用了。


  在通用变频器中,对再生能量最常用的处理方式有两种:(1)耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中,称之为动力制动状态;(2)使之回馈到电网,则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式,即直流制动,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。


  随着变频技术的发展,有关变频器制动方面的设计与应用,尤其“能量回馈制动”新型的制动方法,它具有“回馈制动”、运行效率高等优点,也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。


  能耗制动


  利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动,其优点是构造简单;对电网无污染(与回馈制动作比较),成本低廉;缺点是运行效率低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。


  一般在通用变频器中,小功率变频器(22kW以下)内置有了刹车单元,只需外加刹车电阻。大功率变频器(22kW以上)就需外置刹车单元、刹车电阻了。


  回馈制动


  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。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。回馈制动的优点是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。


  新型制动方式(电容反馈制动)


  能量回馈技术则是采用IGBT做整流桥,IGBT功能模块可以实现能量的双向流动,同时用高速的DSP芯片产生PWM控制脉冲。一方面可以将电容中储存的电能反送到电网;另一方面也可以调整输入的功率因数,消除对电网的谐波污染,


  在耗电状态的时候,整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲,控制整流侧的6个IGBT的导通和切断。IGBT的导通和切断与电抗器等共同作用,从而产生了与输入电压相位保持一致的正弦电流波形,这样就消除了整流桥产生的谐波,消除了对电网的谐波污染。


  在发电状态的时候,能量通过逆变侧的二极管反馈到直流母线,而且越积越多,直流母线的电压也越来越高,当超过一定的值时,整流侧能量回馈部分启动,将直流电逆变成交流,在进行相位和幅值的调整后,输送回交流电网,达到节能的效果。


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