大、中功率變頻器因安裝空間、制動(dòng)功率、現(xiàn)場運(yùn)行情況不一等原因,一般不內(nèi)置制動(dòng)開關(guān)管和制動(dòng)電阻,只是從直流回路引出P、N兩個(gè)接線端子,供用戶外接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻為變頻器常用可選配件之一,也為易損部件,有一定的維修量。變頻器廠家一般也附帶生產(chǎn)制動(dòng)單元,供用戶選用。
圖8-28為國內(nèi)某廠生產(chǎn)的變頻器制動(dòng)單元的電路原理圖。該制動(dòng)單元由-380V/18V變壓器供電,由整流、濾波、穩(wěn)壓電路取出+15V的穩(wěn)壓電源,供整機(jī)控制電路用。
變頻器的P+、N-端子接至制動(dòng)單元的主電路和電壓檢測電路上。由R3~R7構(gòu)成電壓采樣電路,在直流電路電壓為550V時(shí),JR7上電壓約為7V。穩(wěn)壓器VS2提供輸入保護(hù),C6濾掉引線噪聲電壓,檢測電路信號經(jīng)R8輸入到運(yùn)算放大器LM324的5腳,該級放大器構(gòu)成電壓跟隨輸出器。由7腳輸出的電壓檢測信號,一路經(jīng)R9加至后級電壓跟隨器,驅(qū)動(dòng)HL2(主直流回路電壓接入指示燈),一路經(jīng)R11輸入到后級電壓比較器的10腳(同相輸入端)。該級放大器的9腳(反相輸入端)接有RPI可調(diào)電阻,接入RP1的目的是為了克服采樣電阻網(wǎng)絡(luò)的離散性,可以精確調(diào)整制動(dòng)動(dòng)作值。RP1的中心臂電壓即為基準(zhǔn)電壓,電壓比較器10腳電壓檢測信號與此基準(zhǔn)電壓相比較。在因負(fù)載電動(dòng)機(jī)將發(fā)電能量饋回直流回路使其電壓上升到660V時(shí),檢測信號電壓上升為8.5V左右,因9腳基準(zhǔn)電壓已事先調(diào)整為8.4V左右,該組放大器兩個(gè)輸入端信號比較的結(jié)果,使放大器的輸出反轉(zhuǎn),8腳輸出高電平,HL3指示燈點(diǎn)亮,提示電路正在實(shí)施制動(dòng)動(dòng)作。HL3的電流通路是VT1的正偏壓通路,晶體管VT1導(dǎo)通,提供了驅(qū)動(dòng)TLP520(光耦型驅(qū)動(dòng)IC)的輸入電流。TLP250的6/7輸出腳輸出正的激勵(lì)電壓,經(jīng)R18直接驅(qū)動(dòng)IGBT模塊。圖8-28中VT2即為IGBT模塊,型號為MG100Q2YS42,為100A模塊。若需更大的制動(dòng)功率、驅(qū)動(dòng)更大的IGBT模塊時(shí),從A點(diǎn)接入由兩只大、中功率晶體管構(gòu)成的互補(bǔ)式電壓跟隨器(功率放大器電路),將PC2輸出的激勵(lì)電流信號放大到一定幅度后,再驅(qū)動(dòng)IGBT制動(dòng)開關(guān)模塊。
制動(dòng)單元電路往往由以下3部分組成:
(1)供電電路。由降壓變壓器整流、濾波、穩(wěn)壓取得,由功率電阻降壓、穩(wěn)壓取得,或者說由開關(guān)電源逆變再整流、穩(wěn)壓取得。圖8-28中電路采用了此種供電方式。
(2)直流電路電壓檢測(采樣)電路。一般由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)取得,再由后級電壓比較器取出制動(dòng)動(dòng)作信號,送后級IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路。
(3)IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路。簡單地說,制動(dòng)單元就是一個(gè)電子開關(guān),承擔(dān)將制動(dòng)電阻接大直流電路的任務(wù)。
通常的控制是由電壓比較器的輸出信號直接控制驅(qū)動(dòng)IC的輸出,在直流電路電壓高到660V時(shí),模塊開通(開關(guān)閉合),接入制動(dòng)電阻進(jìn)行能耗制動(dòng),當(dāng)直流電路電壓回落到600V左右時(shí),電壓比較器輸出狀態(tài)反轉(zhuǎn),模塊截止(開關(guān)斷開),制動(dòng)動(dòng)作結(jié)束。對于制動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的整定,各個(gè)廠家的整定值可能有一定的偏差,只要保證直流電路不受高電壓沖擊就可以了。對IGBT模塊是采用脈沖方式驅(qū)動(dòng)的,效果要好一些。
啟用制動(dòng)開關(guān)電路,有時(shí)還需要配合變頻器相關(guān)控制參數(shù)的調(diào)整,使變頻器內(nèi)置的制動(dòng)開關(guān)電路投入工作。
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