大、中功率變頻器因安裝空間、制動功率、現場運行情況不一等原因,一般不內置制動開關管和制動電阻,只是從直流回路引出P、N兩個接線端子,供用戶外接制動單元和制動電阻。制動單元和制動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制動單元,供用戶選用。
圖8-28為國內某廠生產的變頻器制動單元的電路原理圖。該制動單元由-380V/18V變壓器供電,由整流、濾波、穩壓電路取出+15V的穩壓電源,供整機控制電路用。
變頻器的P+、N-端子接至制動單元的主電路和電壓檢測電路上。由R3~R7構成電壓采樣電路,在直流電路電壓為550V時,JR7上電壓約為7V。穩壓器VS2提供輸入保護,C6濾掉引線噪聲電壓,檢測電路信號經R8輸入到運算放大器LM324的5腳,該級放大器構成電壓跟隨輸出器。由7腳輸出的電壓檢測信號,一路經R9加至后級電壓跟隨器,驅動HL2(主直流回路電壓接入指示燈),一路經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可調電阻,接入RP1的目的是為了克服采樣電阻網絡的離散性,可以精確調整制動動作值。RP1的中心臂電壓即為基準電壓,電壓比較器10腳電壓檢測信號與此基準電壓相比較。在因負載電動機將發電能量饋回直流回路使其電壓上升到660V時,檢測信號電壓上升為8.5V左右,因9腳基準電壓已事先調整為8.4V左右,該組放大器兩個輸入端信號比較的結果,使放大器的輸出反轉,8腳輸出高電平,HL3指示燈點亮,提示電路正在實施制動動作。HL3的電流通路是VT1的正偏壓通路,晶體管VT1導通,提供了驅動TLP520(光耦型驅動IC)的輸入電流。TLP250的6/7輸出腳輸出正的激勵電壓,經R18直接驅動IGBT模塊。圖8-28中VT2即為IGBT模塊,型號為MG100Q2YS42,為100A模塊。若需更大的制動功率、驅動更大的IGBT模塊時,從A點接入由兩只大、中功率晶體管構成的互補式電壓跟隨器(功率放大器電路),將PC2輸出的激勵電流信號放大到一定幅度后,再驅動IGBT制動開關模塊。
制動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、穩壓取得,由功率電阻降壓、穩壓取得,或者說由開關電源逆變再整流、穩壓取得。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。一般由電阻分壓網絡取得,再由后級電壓比較器取出制動動作信號,送后級IGBT模塊驅動電路。
(3)IGBT模塊驅動電路。簡單地說,制動單元就是一個電子開關,承擔將制動電阻接大直流電路的任務。
通常的控制是由電壓比較器的輸出信號直接控制驅動IC的輸出,在直流電路電壓高到660V時,模塊開通(開關閉合),接入制動電阻進行能耗制動,當直流電路電壓回落到600V左右時,電壓比較器輸出狀態反轉,模塊截止(開關斷開),制動動作結束。對于制動動作點和結束點的整定,各個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動的,效果要好一些。
啟用制動開關電路,有時還需要配合變頻器相關控制參數的調整,使變頻器內置的制動開關電路投入工作。
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