變頻器中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低和宕機(jī)是通過(guò)逐漸減小電動(dòng)機(jī)頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在頻率降低的同時(shí)電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速也隨之降低，但由于機(jī)械慣量的作用，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。在同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的情況下，轉(zhuǎn)子電流的相位差接近于180度，電動(dòng)力由電動(dòng)力轉(zhuǎn)換為發(fā)電;同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)器的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速迅速下降，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入再生制動(dòng)狀態(tài)。續(xù)流了二極管全波整流之后，電機(jī)再生的電能將反饋給直流電路。因?yàn)橹绷麟娐返碾娔懿荒芡ㄟ^(guò)整流橋反饋給電網(wǎng)，只能通過(guò)變頻器本身的電容來(lái)吸收，雖然其它部分可以消耗電能，但是電容仍然是短時(shí)電荷堆，形成“泵升電壓”，使直流電壓上升。直流電壓過(guò)高會(huì)使器件的各個(gè)部分受損。所以，必須在負(fù)荷處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)采取必要的措施來(lái)處理這部分再生能量。解決制動(dòng)與回饋制動(dòng)這兩種能量回收方式。

　　能耗制動(dòng)的工作方式

　　能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在 功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制 動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

　　制動(dòng)單元

　　制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)(如660V或710V), 接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功 率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作 為接通制動(dòng)電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

　　制動(dòng)電阻

　　制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功 率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層, 有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命;后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu) 于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

　　制動(dòng)過(guò)程

　　能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)(包括被拖動(dòng))， 電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高;B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻;C、 制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低;D、母線電壓降 至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò);E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

　　制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

　　A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

　　=((電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載測(cè)折算到電機(jī)測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)* (制動(dòng)前速度-制動(dòng) 后速度))/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

　　一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的 18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無(wú)需接制動(dòng)裝置。

　　B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

　　=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩)*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速。在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC, R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话?10V。

　　C、 然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

　　在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

　　制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

　　D、 最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率

　　由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得：制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率= 制動(dòng)電阻降額系數(shù)X制動(dòng)期間平均消耗功率X制動(dòng)使用率%，制動(dòng)特點(diǎn)能耗制動(dòng)(電阻制動(dòng))的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻器的容量將增大。