[發明專利]一種變頻器綜合制動系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201711032510.7
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107707158B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王永紅
• 申請（專利權）人: 上海能傳軟件有限公司
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18;H02P27/06;H02P25/024
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 龔英

本發明為一種變頻器綜合制動系統及其工作方法，其特征在于：所述變頻器綜合制動系統包括變頻器和交流制動單元，所述變頻器的輸出端與電機連接，所述交流制動單元連接至變頻器的輸出端；電機制動過程中，所述交流制動單元和變頻器協同工作，同時或分時產生制動轉矩；變頻器綜合制動系統在電機制動過程中有三種工作模式：交流制動模式、綜合制動模式和變頻制動模式，變頻器綜合制動系統處于交流制動模式時，所述交流制動單元產生制動轉矩，所述變頻器不產生制動轉矩；變頻器綜合制動系統處于綜合制動模式時，所述交流制動單元和變頻器均產生制動轉矩；變頻器綜合制動系統處于變頻制動模式時，變頻器產生制動轉矩，交流制動單元不產生制動轉矩。

技術領域

本發明涉及一種變頻器制動系統及其工作方法，特別是公開一種變頻器綜合制動系統及其工作方法，應用于電機變頻驅動領域。

背景技術

采用變頻器驅動電機時，若電機需要快速制動，目前常用的方案有兩種：方案1采用變頻器實現快速制動，比如在變頻器的直流側增加斬波制動或者采用有源前端整流；方案2在電機端連接交流開關和電阻，通常用于同步電機的制動，電機制動時將交流開關合上，將電阻投入，電機處于發電狀態，通過電阻消耗能量實現制動，當電機為勵磁同步電機時，還可通過控制電機端電壓從而控制交流電阻吸收的功率實現快速制動。這兩種方案各有優缺點：方案1可以在整個降速過程中實現恒功率制動，在電機速度較低時，仍然可以提供足夠的制動轉矩，但是方案1若采用有源前端整流，則系統復雜，成本較高；若采用直流斬波制動，則能耗較大，另外，當變頻器沒有集中的直流母線，如單元串聯多電平拓撲的變頻器，則需要在每個功率單元上都增加直流斬波制動，在大功率制動的應用場合，導致功率單元結構復雜，不具有實用性。方案2采用集中的交流電阻制動，不需要變頻器額外增加器件，系統結構簡單，適用于所有的變頻器拓撲，但是方案2的制動轉矩與電機端電壓直接相關，而電機端電壓與電機轉速有關，在電機轉速較低時，不能提供足夠的制動轉矩，降速時間難以保證。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的問題，公開一種變頻器綜合制動系統及其工作方法，將傳統的兩種變頻器驅動電機制動方式結合起來，避免了兩種制動方式各自的缺點，兼具了兩種制動方式的優點，可以適用于所有變頻器拓撲，尤其適用于變頻器沒有集中直流母線又需要大功率制動的應用場合，適用于異步電機和同步電機。

本發明是這樣實現的：一種變頻器綜合制動系統的工作方法，其特征在于：所述變頻器綜合制動系統包括變頻器和交流制動單元，所述變頻器的輸出端與電機連接，所述交流制動單元連接至變頻器的輸出端，所述變頻器為三相電壓源型變頻器，包括依次連接的整流單元、直流組件單元和逆變單元；所述交流制動單元包括相連的交流開關和交流制動電阻，所述交流開關和交流制動電阻均為三相，所述交流開關與交流制動電阻串聯后連接至所述變頻器的輸出端，所述交流制動單元運行時，所述交流開關閉合，所述交流開關斷開時，所述交流制動單元不運行；電機制動過程中，所述交流制動單元和變頻器協同工作，同時或分時產生制動轉矩；所述變頻器綜合制動系統在電機制動過程中有三種工作模式：交流制動模式、綜合制動模式和變頻制動模式；所述變頻器綜合制動系統處于交流制動模式時，所述交流制動單元產生制動轉矩，交流制動單元的交流開關閉合，所述變頻器不產生制動轉矩；所述變頻器綜合制動系統處于綜合制動模式時，所述交流制動單元和變頻器均處于運行狀態、產生制動轉矩，交流制動單元的交流開關閉合；所述變頻器綜合制動系統處于變頻制動模式時，所述變頻器處于運行狀態、產生制動轉矩，所述交流制動單元的交流開關斷開，交流制動單元不運行、不產生制動轉矩。

所述變頻器綜合制動系統處于綜合制動模式時，所述交流制動單元的交流開關閉合，所述變頻器產生制動轉矩，變頻器同時通過控制所述電機的端電壓控制所述交流制動單元也產生制動轉矩。