耗能止动扼制泵抬升电压勘验线路的预设

[ 来自:不详  阅读:   时间:2012.03.21 ]      主电路工作原理为泵升电压抑制电路主电路，它由功率晶体管VB、制动电阻R1和二极管VDB组成。当反馈能量较大或要求强制动时，应在制动单元H、G间外接制动电阻R2，制动电阻的接通由VB来控制。制动时，变频器以某一下降频率给电动机供电，使之工作于再生制动状态，检测电容两端的电压UC的值，当UC高于某一设定值时，触发VB使之导通，泵升能量通过电阻R1释放，当UC小于某一设定值时，关闭VB。在整个制动过程中，通过对VB的通断控制，使UC工作在一定安全范围内。

　　电压检测电路的设计在分析电压检测电路之前，先来讨论工程上泵升电压抑制电路的参数选择问题。在工程上，泵升电压必须低于主电路电容器和大功率器件的额定电压，一般可选择130%UC（0）作为上限（UC（0）为正常运行时电容C上的电压值），即此时应开通VB。

　　泵升电压抑制电路动作结束时，为使系统能再次迅速电动运行，不应使直流侧电压降得过低，必须等于或略大于正常运行时的Uc（0）值，一般可选择110%Uc（0）作为下限，即在此时应关闭VB。

　　设UC为电力电容C两端的电压，当比较器反相输入端（5端）的电压大于同相输入端（4端）的电压时，电压比较器翻转，输出端电压接近0V，经门电路转换后，触发制动单元的VB导通。电力电容上的电荷经电阻R释放，使电压降低。反之，当该反相输入端的电压低于同相输入端时，电压比较器翻转回原先状态。输出端为高电平，经逻辑转换后翻转回原来的状态，输出为高电平，经门电路转换后关断VB。由于比较器为OC门输出，该端电平近乎电源电压Ucc。

　　在电压比较器翻转前，同相输入端的电压为U+1=R4R4+R5+R6（Vcc-5）+5（1）U-1=（R2+R3）UcR1+R2+R3（2）为了能使比较器翻转，比较器的负端输入电压U-1必须高于正端电压U+1，因此有U-1>U+1（3）将（1）、（2）两式代入（3），解得Uc>R1+R2+R3R4+R5+R6×R4R4+R3（Vcc-5）+R1+R2+R3R2+R3×5（4）一旦（4）式满足，电压比较器就翻转，输出端接近0V，此时正端的电压为U+2=R5R4+R5×5（5）仅当比较器的负端输入电压U-2低于正端电压U+2时，电压比较器才会恢复到翻转前的状态，此时有U-1=（R2+R3）UcR1+R2+R3　　15V=620V（8）为了使变频器在上述电网波动条件下仍能正常运行，制定单元的动作阀值必须大于620V。假定制动单元在时动作，而在630V时停止，可以进一步求出制动单元的元件参数，此时电压比较器的滞环特性如所示，图中Ui为4号端输入电平，Uo为2号端输出电平。

　　比较器的电压滞环特性令滞环比为K，则K=U+1/U+2=680V/630V=1。08（9）设U+2=4。8V，则U+1=1。08U+2=5。2V，设电压Vcc=15V，取R4=2kΩ，由式（5）求得R5=48kΩ，依电阻规格取47kΩ，又由式（1）和式（5），算出U+1=5。2V，U+2=4。8V，与设定值基本一样。

　　另一方面，根据制动单元的阀值可以求出R1、R2、R3的阻值。假定的调整率为制动阀值的5%，则有：当R3=0时，制动单元阀值的调整率为+5%，即680×1。05×R2（R1+R2）=5。2（10）当R3为最大时，制定单元阀值的调整率为-5%，即680×0。95×（R2+R3）（R1+R2+R3）=5。2（11）令R1=200kΩ，由式（10）求得R2=1。467kΩ，实取1。5kΩ，代入式（11），求得R3=123Ω，实取120Ω。

　　为了计算R1、R2、R3的功率，必须考虑UC最高时的情况。即令UC=680V，由式（10）、（11）可求得R1、R2、R3的功率分别为2.3W、0.017W和0.0014W.从散热上考虑，实取R1为两个100kΩ/2W串联，取R2=1.5kΩ/0.25W，是普通微调电位器。

　　由图中R7、LED作为制动指示，当过电压（制动）发生时，LED亮，反之，LED不亮。取R7=10kΩ/0.25W，R6是VB控制极释放电阻，取R8=3kΩ/0.25W即可。下面进一步讨论制动电阻R的选用。

　　制动电阻R的计算制动转矩TB可由下式算出：Ts=（GD2M+GD2L）（n1-n2）375ts-TL（12）上式中，TB为制动转矩；GDM2为电动机的飞轮力矩（Nm2）；GDL2为负载折算到电动机轴上的飞轮力矩（Nm2）；TL为负载转矩；n1为减速开始的速度（r/min）；n2为减速完了的速度（r/min）；t5为减速时间。

　　制动电阻阻值的计算在附加制动电阻进行制动的情况下，电动机内部的有功损耗部分折合成制动转矩大约为电动机额定转矩的20%。考虑这一点，可用式（13）计算最大制动电阻的阻值RB=U2C0。14047（TB-0。2TM）n1（13）（13）式中，RB为最大制动电阻（Ω）；UC为直流回路电压（V）；TB为制动转矩TM为电动机额定转矩（Nm）；n1为开始减速时的速度（r/min）。如果系统所需制动转矩TB<0。2TM，即制动转矩在额定转矩的20%，以下时，则不需要另加制动电阻，仅电动机内部的有功损耗作用就可使中间直流回路电压限定在过电压保护的动作水平以下。

　　由制动晶体管和制动电阻，构成的放电回路中，其最大电流受制动晶体管的最大允许电流Ic的限制。允许的最小制动电阻为Rmin=Uc/Icmin（14）因此，选用制动电阻R应按下式的关系来决定：Rmin　　c。制动时平均消耗功率的计算如前所述，制动中电动机自身损耗的功率相当于20%额定值制动转矩时的功率，因此可以求出制动电阻上消耗的平均功率为Pro=0。1047×（TB-0。2TM）×n1+n2×10-3（16）上式中，Pro为制动电阻上消耗的平均功率（kW）。

　　d。电阻额定功率的计算根据电动机的运行模式，可以确定制动时的平均消耗功率和电阻器的允许功率增加系数，可以求出制动电阻器的额定功率Pr=Pro/m（17）其中m为允许功率增加系数。

　　根据以上计算得到的RB和Pr，可在市场上选择合乎要求的标准电阻器。对于外围设备的选择，涉及的问题较多，不同变频器应根据其说明书尽量选用厂家推荐的外围设备。