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      耗能止動扼制泵抬升電壓勘驗線路的預設
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2012.03.21 ]
      主電路工作原理為泵升電壓抑制電路主電路,它由功率晶體管VB、制動電阻R1和二極管VDB組成。當反饋能量較大或要求強制動時,應在制動單元H、G間外接制動電阻R2,制動電阻的接通由VB來控制。制動時,變頻器以某一下降頻率給電動機供電,使之工作于再生制動狀態,檢測電容兩端的電壓UC的值,當UC高于某一設定值時,觸發VB使之導通,泵升能量通過電阻R1釋放,當UC小于某一設定值時,關閉VB。在整個制動過程中,通過對VB的通斷控制,使UC工作在一定安全范圍內。 <
           主電路工作原理為泵升電壓抑制電路主電路,它由功率晶體管VB、制動電阻R1和二極管VDB組成。當反饋能量較大或要求強制動時,應在制動單元H、G間外接制動電阻R2,制動電阻的接通由VB來控制。制動時,變頻器以某一下降頻率給電動機供電,使之工作于再生制動狀態,檢測電容兩端的電壓UC的值,當UC高于某一設定值時,觸發VB使之導通,泵升能量通過電阻R1釋放,當UC小于某一設定值時,關閉VB。在整個制動過程中,通過對VB的通斷控制,使UC工作在一定安全范圍內。

        電壓檢測電路的設計在分析電壓檢測電路之前,先來討論工程上升電壓抑制電路的參數選擇問題。在工程上,泵升電壓必須低于主電路電容器和大功率器件的額定電壓,一般可選擇130%UC(0)作為上限(UC(0)為正常運行時電容C上的電壓值),即此時應開通VB。

        泵升電壓抑制電路動作結束時,為使系統能再次迅速電動運行,不應使直流側電壓降得過低,必須等于或略大于正常運行時的Uc(0)值,一般可選擇110%Uc(0)作為下限,即在此時應關閉VB。

        設UC為電力電容C兩端的電壓,當比較器反相輸入端(5端)的電壓大于同相輸入端(4端)的電壓時,電壓比較器翻轉,輸出端電壓接近0V,經門電路轉換后,觸發制動單元的VB導通。電力電容上的電荷經電阻R釋放,使電壓降低。反之,當該反相輸入端的電壓低于同相輸入端時,電壓比較器翻轉回原先狀態。輸出端為高電平,經邏輯轉換后翻轉回原來的狀態,輸出為高電平,經門電路轉換后關斷VB。由于比較器為OC門輸出,該端電平近乎電源電壓Ucc。

        在電壓比較器翻轉前,同相輸入端的電壓為U+1=R4R4+R5+R6(Vcc-5)+5(1)U-1=(R2+R3)UcR1+R2+R3(2)為了能使比較器翻轉,比較器的負端輸入電壓U-1必須高于正端電壓U+1,因此有U-1>U+1(3)將(1)、(2)兩式代入(3),解得Uc>R1+R2+R3R4+R5+R6×R4R4+R3(Vcc-5)+R1+R2+R3R2+R3×5(4)一旦(4)式滿足,電壓比較器就翻轉,輸出端接近0V,此時正端的電壓為U+2=R5R4+R5×5(5)僅當比較器的負端輸入電壓U-2低于正端電壓U+2時,電壓比較器才會恢復到翻轉前的狀態,此時有U-1=(R2+R3)UcR1+R2+R3  15V=620V(8)為了使變頻器在上述電網波動條件下仍能正常運行,制定單元的動作閥值必須大于620V。假定制動單元在時動作,而在630V時停止,可以進一步求出制動單元的元件參數,此時電壓比較器的滯環特性如所示,圖中Ui為4號端輸入電平,Uo為2號端輸出電平。

        比較器的電壓滯環特性令滯環比為K,則K=U+1/U+2=680V/630V=1。08(9)設U+2=4。8V,則U+1=1。08U+2=5。2V,設電壓Vcc=15V,取R4=2kΩ,由式(5)求得R5=48kΩ,依電阻規格取47kΩ,又由式(1)和式(5),算出U+1=5。2V,U+2=4。8V,與設定值基本一樣。

        另一方面,根據制動單元的閥值可以求出R1、R2、R3的阻值。假定的調整率為制動閥值的5%,則有:當R3=0時,制動單元閥值的調整率為+5%,即680×1。05×R2(R1+R2)=5。2(10)當R3為最大時,制定單元閥值的調整率為-5%,即680×0。95×(R2+R3)(R1+R2+R3)=5。2(11)令R1=200kΩ,由式(10)求得R2=1。467kΩ,實取1。5kΩ,代入式(11),求得R3=123Ω,實取120Ω。

        為了計算R1、R2、R3的功率,必須考慮UC最高時的情況。即令UC=680V,由式(10)、(11)可求得R1、R2、R3的功率分別為2.3W、0.017W和0.0014W.從散熱上考慮,實取R1為兩個100kΩ/2W串聯,取R2=1.5kΩ/0.25W,是普通微調電位器。

        由圖中R7、LED作為制動指示,當過電壓(制動)發生時,LED亮,反之,LED不亮。取R7=10kΩ/0.25W,R6是VB控制極釋放電阻,取R8=3kΩ/0.25W即可。下面進一步討論制動電阻R的選用。

        制動電阻R的計算制動轉矩TB可由下式算出:Ts=(GD2M+GD2L)(n1-n2)375ts-TL(12)上式中,TB為制動轉矩;GDM2為電動機的飛輪力矩(Nm2);GDL2為負載折算到電動機軸上的飛輪力矩(Nm2);TL為負載轉矩;n1為減速開始的速度(r/min);n2為減速完了的速度(r/min);t5為減速時間。

        制動電阻阻值的計算在附加制動電阻進行制動的情況下,電動機內部的有功損耗部分折合成制動轉矩大約為電動機額定轉矩的20%??紤]這一點,可用式(13)計算最大制動電阻的阻值RB=U2C0。14047(TB-0。2TM)n1(13)(13)式中,RB為最大制動電阻(Ω);UC為直流回路電壓(V);TB為制動轉矩TM為電動機額定轉矩(Nm);n1為開始減速時的速度(r/min)。如果系統所需制動轉矩TB<0。2TM,即制動轉矩在額定轉矩的20%,以下時,則不需要另加制動電阻,僅電動機內部的有功損耗作用就可使中間直流回路電壓限定在過電壓保護的動作水平以下。

        由制動晶體管和制動電阻,構成的放電回路中,其最大電流受制動晶體管的最大允許電流Ic的限制。允許的最小制動電阻為Rmin=Uc/Icmin(14)因此,選用制動電阻R應按下式的關系來決定:Rmin  c。制動時平均消耗功率的計算如前所述,制動中電動機自身損耗的功率相當于20%額定值制動轉矩時的功率,因此可以求出制動電阻上消耗的平均功率為Pro=0。1047×(TB-0。2TM)×n1+n2×10-3(16)上式中,Pro為制動電阻上消耗的平均功率(kW)。

        d。電阻額定功率的計算根據電動機的運行模式,可以確定制動時的平均消耗功率和電阻器的允許功率增加系數,可以求出制動電阻器的額定功率Pr=Pro/m(17)其中m為允許功率增加系數。

        根據以上計算得到的RB和Pr,可在市場上選擇合乎要求的標準電阻器。對于外圍設備的選擇,涉及的問題較多,不同變頻器應根據其說明書盡量選用廠家推薦的外圍設備。

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