变频调速器回馈制动单元的设计[最终版]

第一篇：变频调速器回馈制动单元的设计[最终版]

引言

随着电力传动及控制技术的发展，变频调速越来越广泛地应用于工农业各领域，很好地解决了交流电动机的调速问题。而通用变频器常采用交直流电压型逆变器拓朴结构，只能运行在一、三象限。为获得电动机的制动要求，常采用电阻吸收直流侧的泵升能量，由于制动电阻放电时受电阻设计温升的限制，只能规定在较短时间的制动；另一方面这种依靠电阻放电的制动模式无法实现快速的动态响应；而对大功率变频器，电阻制动更为困难。为此我们设计了一种采用PWMAC／DC变换器控制的变频器能量回馈制动单元，与电阻放电制动相比，不仅获得了快速的动态响应，而且把制动电能回馈至电网，且能长期运行，使变频器真正实现了回象限运行。另外能量回馈制动单元工作时其网侧电流为正弦波并为单位功率因数，克服了可控硅有源逆变单元运行时对电网的谐波污染。控制系统的构成及原理

如图2—1，控制系统主电路采用单相PWMAC／DC变换器拓朴结构，L为交流进线电感以实现网侧电流PWM控制，T1～T4采用IPM模块，从而提高了功率开关工作的可靠性并简化了硬件设计。

回馈单元的直流侧并接于变频器的直流母线PN端，交流侧并接于电网。

系统采用80C196MC16位单片微处理器控制，即完成2-1虚框中的运算与PWM波形生成任务。控制系统要用电压外环和电流内环的双环结构。电压外环检测变频器直流侧电压，一旦变频器快速降频制动时，逆变器泵升电压上升至回馈电压V＊时，电压环立即动态调节，使实际电压稳定在V＊附

近。为避免整流电路与回馈单元同时工作，V＊电压值一般选择为0．85 Vdm（Vdm为变频器过压保护值），并加入一定滞环以防振荡。而电流环则按电压调节要求迅速调节网侧电流使网侧电流为正弦波且与电网电压反相（功率因数为－1），使直流电能快速回馈至电网，其网侧电流、电压矢量如图2—2所示。

在调节器设计上，外环电压调节器采用积分分离PID算法使电压控制具有动态响应快、超调小等优点，而电流环的电流控制则采用基于电压前馈的电流无差拍控制，使网侧电流具有快速跟随性能。3 电流控制算法

如图2—1，设Ve为纯正弦波，Ve＝Vemsinωt；Vn为变流器交流端电压的基波分量，则

式中R为输入回路等效电阻。考虑tn→tn＋T一个稳态开关周期（T为开关周期），如果开关频率足够高，在一个稳态开关周期中Ve可由对应的瞬时值Ve（tn）代替。对式（3—1）在tn→tn＋T时段上离散化得：

式（3—5）表明：若按式（3—5）运算并控制变流器交流端输出电压Vn（tn）就可以实现电流无差拍

控制，使系统具有较好的跟踪性。而式（3—5）右边如果忽略R则体现了电流控制系统具有电流反馈［i＊（tn）－i（tn）］加电压前馈Ve（tn）的控制特性。

如果PWM调制采用三角波调制方案，并设三角波峰—峰值为2 h，调制波函数为y（t），显然： 回馈单元容量参数设计

回馈单元容量参数主要包括回馈单元功率模块电流参数和电压参数。

由于回馈单元直流侧与变频器直流侧并接，故功率模块电压参数应与变频器功率模块电压参数一致，如220V系列选择600V耐压模块，380V系列选择1 200V耐压模块。

下面讨论回馈单元功率模块电流参数的选择。

这一参数主要通过最快启动、制动能量传递的对比研究而定量获得。

对于启动过程，设变频器驱动电动机由零速快速升速至所允许的最高转速，其对应的角速度为ωm，若变频器采用最大电流（IBm）限流启动模式，并设最短加速时间为T1，若变频器采用线性V／f模式，则加速过程变频器输出电压、电流曲线近似如图4—1所示。

这里假设电机线性加速，变频器线性升压，此时变频器输出电能以驱动电机旋转，由能量平衡关系 易得：

式中η1为变频器输

第二篇：选择是用能耗制动单元？还是能量回馈单元？

选择是用能耗制动单元？还是能量回馈单元？

制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能.动能(由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程.由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作“再生制动”，而该方法可应用于变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做“功率返回再生方法”。在实际中，这种应用需要“能量回馈单元”选件。选择是用能耗制动单元？还是能量回馈单元？

一.能耗制动和回馈制动就效果而言，是一样的。都是为电机提供制动电流的通路。二.如何选择是用能耗制动单元？还是回馈单元？这要通过这两种制动模式的特点来决定。前者如果100%长期连续工作，制动单元和制动电阻要选择的功率足够大，这对于大功率的制动带来了不方便，比如说电阻的散热问题和体积问题很突出呀，而后者，就可以连续的100%的工作。体积相对能耗制动而言很小。但是，能耗制动的成本比回馈制动的要小很多。

综上得到的结论是：，对于短时制动的系统，毫不犹豫地选择能耗制动单元+电阻，经济省钱。对于长期100%功率制动的系统，必须要采用能量回馈单元，没商量。对于15kW以下的系统，推荐使用能耗制动，不论是短时的还是长期的。因为从成本上说是合算的（即便是100%的功率连续制动）。

第三篇：变频调速器在中央空调系统中的应用

变频调速器在中央空调系统中的应用 1 引言

在工农业行产各人们的日常生活中，经常需要对一些物理量进行控制，如空调系统的温度、供水系统的水压、通风系统的风量等，这些系统绝大多数是用交流电机驱动的。以前由于电机的转速无法方便调节，为了达到对上述物理量的控制，人们只好采用一些简单的方法，如用档板调节风量，用阀门来调节流量压力等，致使这些系统不仅达不到很好的调节效果，而且大量的电能被档板和阀门白白浪费。据统计，我国目前使用的风机、水泵大约有25%的能量是无谓消耗。因此，国家经贸委于1994年下发了763号文件《关于加强风机、水泵节能改造的意见》，鼓励支持变频节能技术在各行各业推广使用。另外，根据交流电机的特性，要实现连续平滑的速度调节，最佳的方法就是采用变频调速器，变频器是将标准的交流电转成频率、电压可变的交流电，供给电机并能对电机转速成进行调节的装置。采用变频器进行风机、水泵的节能改造，不仅避免了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费，而且还会极大提高控制和调节的精度，我们可以真正方便地实现恒温空凋系统和恒压供水系统。中央空调系统

大、中型中央空调由3部分组成:(1)制冷、制热站(2)空调水管网系统

(3)空调末端装置(空调机组，风机盘管和新风机组等)大、中型中央空调系统框图如图1所示。

图1 大、中型中央空调系统框图

工作原理:采用设备中的风扇使室内空气循环，并通过设备中的冷、温水盘管来冷却和加热，以达到空调的目的。盘管中的冷、温水由机房中的制冷设备和锅炉提供。

该系统的缺点是:设备配置较大，风机噪音大。当环境温度变化或冷、热负荷变化时，只能通过增减冷、温水循环泵数量或使用挡风板的方法来调节室内温度，既耗费能源又造成环境温度波动。3 负载与节能关系

(1)负载类型与节能关系,生产机械各式各样，种类繁多，但负载类型主要分3类，它们与节能的关系见表1

(2)几种典型负载与节能关系

由于中央空调系统中都是各种风机、泵类负载，根据流体学原理可知，P}n3，故应用变频器后，节能效果显著。表2列出风机、泵类负载应用变频器后，在不同流量Q、转速n、由功率P(额定值的相对百分数)在某频率值时的节能率。中央空调变频调速系统的控制依据

中央空调系统的外部热交换由2个循环水系统来完成。循环水系统的回水与进(出)水温度之差，反映了需要进行热交换的热量。因此，根据回水与进(出)水温度之差来控制循环水的流动速度，从而控制了热交换的速度，是比较合理的控制方法。(1)冷冻水循环系统的控制

由于冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，常常是比较稳定的。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度。所以，冷冻泵变频调速系统，可以简单地根据回水温度进行如下控制:回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的循环速度，以节约能源。反之则反。总之，对于冷冻水循环系统，控制依据是回水温度，即通过变频调速，实现回水的恒温控制。原理图见图2。

图2 冷冻水循环系统的控制原理图

(2)冷却水循环系统的控制

由于冷却塔的水温是随环境温度而变的，其单测水温不能准确地反映冷冻机组内产生热量的多少。所以，对于冷却泵，以进水和回水间的温差作为控制依据，实现进水和回水间的恒温差控制是比较合理的。温差大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度;温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却水的循环速度，以节约能源。冷却水循环系统的控制原理图见图3。

图3 冷却水循环系统的控制原理图 5 中央空调末端送风机的变频控制

随着生活水平的提高，人们已开始关注生活与工作环境的舒适性。大型公共建筑(如商场、宾馆、影剧院等)均设置有中央空调系统，而大多数中央空调的运行，绝大部分末端机采用开/关控制方式，难以满足人们对舒适感的要求。变频技术的飞速发展，成本进一步下降，使得这一要求成为现实。

图4 手动调节控制终端

5.1 调节风量

在中央空调系统中，冷、暖的输送介质通常是水，在末端将与热交换器充分接触的清洁空气由风机直接送入室内，从而达到调节室温的目的。

在输送介质(水)温度恒定的情况下，改变送风量可以改变带入室内的制冷(热)量，从而较方便地调节室内温度。这样，便可以根据自己的要求来设定需要的室温。

调整风机的转速可以控制送风量。使用变频器对风机实现无级变速，在变频的同时，输出端的电压亦随之改变，从而节约了能源，降低了系统噪音，其经济性和舒适性是不言而喻的。5.2 控制方式的确立

(1)在室内适当的位置，安装手动调节控制终端，如图4所示，调速电位器VR和运行开关KK置于控制终端盒内，变频器的集中供电由空气开关控制，需要送电时在配电控制室直接操作。

调整频率设定电位器VR，可以改变变频器的输出频率，从而控制风机的送风量，关闭时断开KK即可，此方式成本低廉，随意性强。

(2)当室外温度变化，或者冷/暖输送介质温度发生改变时，将可能造成室温随之改变，对环境舒适要求较高的消费群体，则可以采用自动恒温运行方式，如图5所示。

图5 自动恒温运行方式

选择内置PID软件模块的变频器。控制终端的方式同手动方式。电位器用来设定温度(而不是调整频率)。变频器通过采集来自反馈端VPF/IPF的温度测量值，与给定值作比较，送入PID模块运算事自动改变U、V、W端子的输出频率，调整送风量，达到自动恒温运行。

(3)送风机的分布可能不是均匀的，对于稍大的室内空间，则可以采用“区域温度平均法”策略调节送风量，以满足特殊需要量场所。

(4)为降低成本，个别的变频器可能没有内置PID软件模块，选用外加PID调节器即可。5.3 应用方案的系统考虑

(1)共振(动):选择末端送风机时，应考虑测试其在全转速范围的共振转速点，应避免电机工作于这样的转速区，通过设定变频器的回避频率及其宽度值，则可以避免电机运行于该转速区域。

(2)节能:风机属于平方转矩负载，应用时，选择风机、泵类专用变频器(亦称为节能型变频器)较好，并将其转矩曲线(V/F)设定为“平方转矩”，这样可以达到较好的节能效果。

(3)安装:变频器应装于末端机的“隔离室”内，除保证良好的散热外，还应让其不置身于潮湿环境下。亦需考虑中央空调在制冷或制热时末端机自身的温度影响。

(4)频率限制:电机转速较低时，散热效果较差:转速过大，则会引起因风速过高而造成的不适当状态，如制冷时，可能因风速过大，致辞使冷凝水不能被吸水盘完全接收，造成外漏。应选择适宜的上、下限频率，下限频率以不小于15Hz为宜，上限频率不要超过60Hz，根据最大风速确定。

(5)载波频率:将变频器的载波频率适当提高，则可以降低电机运行噪音，提高环境质量。

(6)多机并联运行时，若电机距离变频器较远，则需调整载波频率，以避免引起电机电流振荡。6 机组台数控制

(1)某大厦基本工况:3台机组，一用两备，根据大厦的热负荷量自动控制机组运行台数，自动保持各机组运行时间基本一致，达到最低能耗，达到最低的主机折旧。(2)解决方案

基本思路:根据回流量，供/回水温度来调节机组运行台数，负荷计算根据: Q=C×m×|T1-T2|∣ 注:C常数;m回水流量;T1回水温度;T2供水温度 当负荷大于单台机组80%，则第2台机组备份;当负荷大于前2台机组的负荷总量的80%，则第3台机组运行(80%该数值可调)。

采用PLC作为主控制器，采用摸拟量模块进行数据采集。原理图如图6所示。

图6 某大厦控制原理

第四篇：制动单元选择

在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。因此，对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。处理再生能量的方法：能耗制动和回馈制动.能耗制动的工作方式

能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。这是一种处理再生能量的最直接的办法，它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。

制动单元

制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。制动单元可分内置式和外置式二种，前者是适用于小功率的通用变频器，后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。从原理上讲，二者并无区别，都是作为接通制动电阻的“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。

制动电阻

制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种：前者采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量，并选用高阻燃无机涂层，有效保护电阻丝不被老化，延长使用寿命；后者电阻器耐气候性、耐震动性，优于传统瓷骨架电阻器，广泛应用于高要求恶劣工控环境使用，易紧密安装、易附加散热器，外型美观。

制动过程

能耗制动的过程如下：

能耗制动的过程如下：A、当电机在外力作用下减速、反转时（包括被拖动），电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；B、当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；C、制动电阻消耗电能为热能，电机的转速降低，母线电压也降低；D、母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；E、采样母线电压值，制动单元重复ON/OFF过程，平衡母线电压，使系统正常运行。

制动单元与制动电阻的选配

A、首先估算出制动转矩

=（(电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量）*（制动前速度-制动后速度））/375*减速时间-负载转矩

一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；

B、接着计算制动电阻的阻值

=制动元件动作电压值的平方/（0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩）*制动前电机转速）

在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。

C、然后进行制动单元的选择

在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：

制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值

D、最后计算制动电阻的标称功率

由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的

消耗功率，一般可用下式求得： 制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%

制动特点 能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，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。

第五篇：变频调速的电气制动方式及应用

变频调速的电气制动方式及应用

摘 要：随着变频器在各种生产机械的应用越来越多，根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能是设计交流变频调速系统十分重要的环节，也是设备安全运行的重要保证。本文详细分析了变频调速的电气制动原理及制动电阻的选择计算，并对电气制动方式的不同种类及应用进行了详尽的介绍。关键词：变频调速；电气制动；应用 引言

随着电力电子技术和自动化技术的不断进步和发展，各类低压变频器的性能也越来越先进，应用范围越来越广泛。无论是在调速节能运行、提高生产效率、适应生产工艺要求、提高产品质量方面，还是在设备设计合理化和简单化、减少维护成本、改善和适应环境等方面都有了广泛的应用。在变频器应用中，在使运动的机构减速或者停止、势能负载的下落拖动、多级传动的同步控制及应对负载的突变或在设备出现事故需要紧急停车时，都需要应用到变频器的制动方式。根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能不但是设计交流变频调速系统十分重要的环节。也是设备安全运行的重要保证。要对变频调速的制动方式进行合理的设置应用，就必须对变频调速制动控制的原理及应用范围足够的了解。变频调速的电气制动原理及分类 在通用变频调速系统中，当电动机减速或者拖动位能负载下降时，异步电动机将处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经异步电动机转化电能。这种工作状态下，电动机处于再生制动状态，这种制动方式被称为再生制动。在电动机处于再生发电制动状态时，逆变器的六个回馈二极管将产生的电能回馈到直流侧，此时的逆变器处于整流状态。如果在标准型的变频器（网侧变流器为不控的二极管整流桥）中不采取另外的措施，这部分能量将导致中间回路的储电电容器的电压上升。如果电动机的制动并不太快，电容器电压升高的值并不明显，一但电动机恢复到电动状态，这部分能量又会被负载重新利用。但在频繁制动或负载为提升较重重物负载下降时，电容器的电压升高就会过快过大，变频器内的保护装置就会动作，对变频器进行过压保护。

制动问题的实质在于机械能转换为电能，电能储存在变频器的中间环节电解电容中，制动方案就是如何保证中间环节电解电容的电压不超过变频器允许的范围。因此，解决制动问题的方法有二: 一是改变系统控制策略，合理设置变频器参数，避免电机出现机械能转换为电能，从源头上消除能量的持续累积;二是将不断积累的能量通过系统内部交换或者一定的渠道泻放掉，即采用共用直流母线、能耗制动或者回馈制动等策略。

还有一种制动方式叫能耗制动，即再异步电动机定子通入直流电流，来达到机构准确停车或起动前制止电动机由外界因素引起的不规则旋转。还可用于消除驱动系统在转速接近于零时的“爬行”现象。电气制动方式的应用

⑴再生制动

再生制动主要发生在设备的稳速运行和减速过程中。在变频器应用中，对再生制动方式的选择应用主要目的是解决异步电动机处于再生发电运行状态时产生的能量问题。为了处理电动机的再生制动电能，一般大致可归类为两种处理方式：

① 耗散到直流回路中与电容器并联的“制动电阻”中。这种方式又叫动力制动（有的文章又叫能耗制动）。一般情况下，若系统制动转矩不大于电动机额定转矩的20%时，则不需要另外的制动电阻，仅电动机内部的有功损耗的作用就可以使中间直流回路电压限制在电压保护的水平之下。

在小功率的通用变频器，制动电阻内置于变频器内或直接外接于变频器对应端子。在制动功率较大的情况下，多数变频控制系统采用制动单元加制动电阻（或采用多个制动单元并联）的接线方式。制动单元就是在直流母线回路中加接一检测直流母线电压的IGBT管，一旦直流母线回路电压超过一定的界限，该晶体管导通，并将过剩的电能通过与之相连接的制动电阻器转化为热能耗。通过制动电阻耗散这部分能量后，使电动机的制动能力大幅提高，同时缩短了机械设备减速时间，提高了生产效率。动力制动控制方式简单，成本低，但节能效果不如回馈制动。

对于制动电阻的选择，包括制动电阻的阻值及容量可以按照下列式计算：

RBOUC20.1047TB0.2TMn1(）

式中UC——直流回路电压（V）；

TB——制动转矩（N·m）；

TM——电动机额定转矩（N·m）；

n1——开始减速时速度（r/min）；

本式中0.2 TM指电动机内部的有功损耗可以折合成制动转矩的部分。

由于受到制动晶体管最大允许电流IC的限制，制动电阻的最小允许值RMIN（Ω）为 RminUCIC

式中UC为直流回路电压(V)。

因此，选用的直流制动电阻RB应按照RMIN＜RB＜RBO的关系来决定。制动电阻平均消耗功率PRO的计算公式为： Pro0.1047(TB0.2TM)n1n22103（KW）

式中n1为减速开始速度(r/min)；n2为减速结束速度(r/min)。制动电阻额定功率Pr的计算：

PrProm（KW）

式中m为电阻器的允许功率增加系数，其大小与制动电阻使用率有关。使用率越高，m值越小。二者的关系图可查阅相关资料。根据如上计算的RBO和Pr，可在市场上选用合乎要求的标准电阻器。电阻值选择越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大。当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值。在电阻器安装时应考虑电阻器的散热问题。

公共直流母线系统也是能耗制动的一种方式。应用于两台或者两台以上变频器运行的多电机传动系统中。在该系统中，往往存在一部分变频器在电动运行和另外一部分在发电运行的情况。如果能够全部或者部分有选择的将电动与发电运行变频器的直流母线连接起来，处于制动状态的电机感生能量就反馈到直流回路。通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电机上，可以保证发电制动的能量得到及时的利用，防止母线电压的上升，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。这样可以做到既节能、又环保，大大减小了制动组件或者回馈组件的功率，降低了整个系统的成本。在此方案中，母线并联必须串入快速熔断器来防止个别单元损坏后造成故障的进一步扩大。这里需要强调一点的是，快速熔断器的容量必须以对应变频器的容量作为选择依据。采用共用直流母线的制动方式，具有以下显著的特点：

a.共用直流母线和共用制动单元，可以大大减少整流器和制动单元的重复配置，结构简单合理，经济可靠。

b.共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大； c.各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性； d.提高系统功率因数，降低电网谐波电流，提高系统用电效率。

②要实现直流回路与电源间的双向能量传递，一种最有效的办法就是采用有源逆变技术：即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。通过网侧可逆变流器（或其他形式可逆变流器）使之回馈到电网实现制动的这种方式又叫回馈制动。回馈制动的原理是：当给定频率下降时，如果电机的同步转速低于转子转速的情况，这时电机处于再生制动的状态。如果此时有回馈制动单元，那么它可以将电机再生的电能反馈到电网中，从而使整个调速系统处于回馈制动状态，不但节省了能源，还增大了制动转矩。这对于中大功率电机、开卷机和起重机械下放重物的工作状态来说，尤为重要。

整流回馈单元既能为变频器提供公共直流电源，又能使电机制动的能量回馈电网，因此它适用于回馈能量较多的系统，同时也可以由一台整流回馈单元构成公共直流母线下挂多台变频器的形式。回馈制动方式虽然节能效果好，能连续长时间制动，但控制复杂，且成本比较高，对电网要求高，所以采用的不多。

需要注意的是，回馈制动单元也称为有源逆变单元，实现有源逆变的两个基本条件是：主线路应有一个具有较高质量的不低于90%额定值的交流电源；主线路的设计功率必须足够大（相当于所连接变频器总功率的100倍）。

⑵直流制动（又称DC制动）

直流制动一般应用在设备静止或减速后使设备静止的过程中。直流制动是指变频器向异步电动机的定子通直流电，异步电动机处于直流制动状态的情况。这种情况下变频器的输出频率为零，异步电动机的定子形成一个固定的磁场，旋转的电动机转子切割这个静止的磁场而产生制动转矩。机械动能转换成电能消耗于异步电动机的转子回路中。通用变频器对直流能耗制动的控制，主要通过设定DC直流制动起始频率fBD，制动电流IDB和制动时间tDB来实现。

通常情况下，起始制动频率不易设定太高，太高时，异步电动机的转子电流的频率和幅度都相当大，转子铁损也就会很大，导致电动机发热严重。特别是对于要求频繁制动停车的生产机械，更不易将fDB设得太高，不然电动机将过热严重。对于IDB的设定，实际上是对异步电动机定子电流的设定。制动电流IDB不同，则制动状态下的转矩特性亦不同。电动机fBD所对应

图3 利用直流制动实现准确停车

图4 运行前的直流制动停止

转速到零所用的时间由旋转系统的GD生产机械的静阻力矩和变频器的IDB等共同决定。如果这个时间大于变频器内的最大允许设定tDB，则电动机可能进入自由停车的滑行状态，在设定时应当注意这一点。

图

3、图4是直流制动应用的两种情况的时序图。直流制动时序图因变频器内部参数设置的不同会有所不同。其中IDB为制动电流；tDB为制动时间； fBD在图3中指制动起始频率；在图4中指起动频率。结束语

以上谈到的制动都是电动机由变频器系统控制的制动，均属于电气制动方式。如果变频器参数调整得当，电动机经历再生制动减速和直流制动最终停止，生产机械将准确地停止在预定位置上。当生产机械静止并需要保持静止的制动时，则应采用机械制动。作为静止保持或者万一变频器等出现故障的一种补救措施，机械制动器是必不可少的。例如吊车提升机构，重物在空中静止的工况常采用机械抱闸实现静止保持。在变频器控制系统中，一般是电气制动先于机械抱闸制动，这样机械抱闸几乎仅在静止中使用，则大大降低了机械抱闸带来的冲击和闸衬（闸皮）磨损。通过对电气制动的合理设置应用，减少了机械维修量和维修费用，提高了机械使用寿命和设备安全性能。参考文献

［1］通用变频器及其应用（第二版）/韩安荣主编

北京：机械工业出版社 2000 ［2］VACON CX/CXL/CXS变频器用户手册 注：文中附图为CAD图