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制动斩波器分类介绍
制动斩波器
制动斩波器又叫制动单元，和制动电阻一起配套工作，都是变频器的选件。全称为"变频器专用型能耗制动单元"，或者是"变频器专用型能量回馈单元"，主要用于控制机械负载比较重的、制动速度要求非常快的场合，将电机所产生的再生电能通过制动电阻消耗掉，或者是将再生电能反馈回电源。
基本信息
中文名称 制动斩波器
别名 制动单元
外文名称Brake Unit
适用 需要刹车的设备等
特点 性价比高
方式 直流制动等
分类介绍、作用
1、能耗制动（这种方式就用到斩波器和制动电阻）:利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动，其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，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。
2、回馈制动:实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，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。回馈制动的优点是能四象限运行，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：（1）只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于 10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。（2）在回馈时，对电网有谐波污染。（3）控制复杂，成本较高。
3、直流制动:可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。
一般在通用变频器中，小功率变频器内置了制动单元（制动斩波器），只需外加制动电阻。大功率变频器就需外置制动单元、制动电阻。
制动斩波器的特点
1、每种功率范围都有制动斩波器可选用
2、制动电阻可选波纹电阻，铝壳电阻，功率电阻,也可配相应的电阻箱或电阻柜,阻值大小可根据使用情况订做。
制动单元的产生背景
在变频调速系统中，降速的基本方法就是通过逐步降低给定频率来实现。当拖动系统的惯性较大，电机的转速下降将跟不上电机同步转速的下降，即电机的实际速度比其同步速度高，此时电机转子绕组切割旋转磁场磁力线的方向和电机恒速运行时正好相反，转子绕组的感应电动势和电流的方向也都相反，所产生的电磁转矩也就和电机旋转方向相反，电动机将出现负转矩，此时的电动机实际为发电机，系统处于再生制动状态，将拖动系统的动能回馈到变频器直流母线上，使直流母线电压不断上升，甚至达到危险的地步(变频器损坏等)。
制动单元的主要功能
在某些应用场合，需要快速降速，根据异步电动机原理可知，若滑差越大转矩也越大，同理制动转矩将随着降速速率的加大而增大，使系统降速时间大大缩短，能量回馈大大加快，直流母线电压快速上升，因此必须将该回馈能量迅速消耗掉，保持直流母线电压在某一安全范围以下。制动单元系统的主要功能就是能快速将该能量消耗掉(能量由制动电阻转换成热能散发)。它有效的弥补了普通变频器的制动速度慢、制动转矩小(≤20%额定转矩)的缺点，对于一些需快速制动但频度较低的场合非常适用。
制动单元的动作过程
1、当电动机在外力的作用下减速时，电机以发电状态运行，产生再生能量。其产生的三相交流电动势被变频器逆变部分的六个续流二极管组成的三相全控桥整流，使变频器内直流母线电压持续升高。
2、当直流电压达到某一电压(制动单元的开启电压)时，制动单元功率开关管开通，电流流过制动电阻。
3、制动电阻释放热量，吸收再生能量，电机转速下降，变频器直流母线电压降低。
4、当直流母线电压降到某一电压(制动单元停止电压)时，制动单元的功率管关断。此时没有制动电流流过电阻，制动电阻在自然散热，降低自身温度。
5、当直流母线的电压重新升高使制动单元动作时，制动单元将重复以上过程，平衡母线电压，使系统正常运行。
制动单元的优点
由于制动单元的工况属于短时工作，即每次的通电时间很短，在通电时间内，其温升远远达不到稳定温升;而每次通电后的间歇时间则较长，在间歇时间内，其温度足以降到与环境温度相同，因此制动电阻的额定功率将大大降低，价格也随之下降;另外由于IGBT只有一个，制动时间为ms级，对功率管开通与关断的暂态性能指标要求低，甚至要求关断时间尽量短，以减少关断脉冲电压，保护功率管;控制机理也相对简单，实现较为容易。
由于有以上优点，因此它广泛应用于起重机等势能负载及需快速制动但为短时工作制的场合。
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