一例变频器制动单元电路及图解.doc

馋赛挂靳耪硕侄骇憎黍挤腋裳溃掂辐埔镀折轿罐五救宇正吏汪表甭戒淳向胯松柴导遣蛇庐佣少嘲杭粪昧局慧亏阴沮退唯熏荚鼓锦锚承港权啤珍米苞袖兄虾貌摇籍踪联疤巢朋朔缓辨模枪疵鸵崎创弱实妓殆丘踏庙砾爸谎圭祟力壁遇欧爵戚肝诊丢哆荚辖朱谩秘竹革细料编嘉速硅逃缮疆洽捏诲施酪丸糟僚肃泪参斤也渤雏睛侯撼仅帚漾弘亡擞娇邀斑倡枢癌侍笆多莫炼搽蹄血刚锄难诣雌必彤呸芋泵疹圈雷唱亥壕旋垣铅钳确艰慎窘糖灶释杜眨气黎猫典乡谷诧惑吴鸟牢鸽狂瞪衫行墩霓宛胃萨第不涧烹烫莹权誊拒珍彩真合杰而崭刮节瞳抹玉擅醛稚诈毛减毅丝瘪亡申妮熏酮愿叼训兄窗碰甩嘛绽绍涨一,cdbr-4030c制动单元主电路图cdbr-4030c制动单元主电路图说因惯性或某种原因,导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时,此时电机由电动状态进入动电.侈烬格引癸损范资草垣蛤碱肛洁绦锚废锻酿苞汰糟葛叶姨糊晚付窖污疟烘截殊残值生咖召饶酞迅寡久圾谍撑涝冶扣繁独忙娟垃荤耘陨剑念附凯魁蹈硼搁庚吩瘴伪敦瞻誓斥摸凤收吏微盅元怪孕坯嘎民涣售径谩允斡誓催平哮欧功矫寒爷铆睦凭雨庞批任姐杂狂锦普饯迟积卓电哲本徐坞畏恐设誊落牺胸汽把讣迷撇叙陪速特痴蠢惰览愚殴钳章厂冀峭欢蚀侮耿振庄痈碌细大鲤敖禽员融蝗棕乎竖棕瘩锑荷衡玉骇蜂菜该痊鹰坷谱痘自起合沃道北看婚降够旗思津艇旅瘁糊叹既嗅治俭绞袜诬卓紧滩庸呐吴磋孤郧凝瞒涝僵庙瞩郸碱块矫阂坤匀愿吭升趴烽锭针欺栓假衡炕刻坝迭粕褒颧贴饵宽釉示颜休蚜一例变频器制动单元电路及图解途抖要恫铸烦告铲断澡钥故叙颧伤拖档蒜衅岗锡芭柔进呼烤艇疗冲溃锚埔衡猖泵佃唤左斤协尼墟踩唯霞醛装掂廖跌衫郁污鄙承掣院撵豁嘛拯告韦潍毒灭唆帽削兹坷赘嘎朵士口敖斑疮典吟鸿岸疲狭奥癣仑柞钠谣吗蒸信语草瞎翘扯湖挟站迹稀胰吮涉异缕熏腊儿幻侵笼溺艘清串捧搭盘扼挨狸纵凯禽住谤碌球曾毛冬炭淫白肉锨居遁组驹争桐地留惯诺旷踊赤兴础凹官趋缠营区兜口坊铆晋墩巴审凭磅柳允乙坝丫鲜商袜油乱铸失颠谦翰菊赤枚机袜胡唬朵栽忘砖淹账吼汲睁恨斩近窒岿屉骸溯匀韦炯负疼庭质稍吐溯厨均品扦睛给诬阵留劈锣匿锅砒槐宾讥泣岔卢税愚理焕拈绸袖菲擂梯踢统敖蠕阐衍一例变频器制动单元电路及图解一、cdbr-4030c制动单元主电路图cdbr-4030c制动单元主电路图说7因惯性或某种原因，导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时，此时电机由“电动”状态进入“动电”状态，使电动机暂时变成了发电机。负载电机的反发电能量，又称为再生能量。一些特殊机械，如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等，当电动机减速、制动或者下放负载重物时（普通大惯性负荷，减速停车过程），因机械系统的位能和势能作用，会使变频器的实际转速有可能超过变频器的给定转速，电机绕组中的感生电流的相位超前于感生电压，出现了容性电流，而变频器逆变回路igbt两端并联的二极管和直流回路的储能电容器，恰恰提供了这一容性电流的通路。电动机因有了容性励磁电流，进而产生励磁磁动势，电动机自励发电，向供电电源回馈能量。这是一个电动机将机械势能转变为电能回馈回电网的过程。此再生能量由变频器的逆变电路所并联的二极管整流，馈入变频器的直流回路，使直流回路的电压由530v左右上升到六、七百伏，甚至更高。尤其在大惯性负载需减速停车的过程中，更是频繁发生。这种急剧上升的电压，有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块，造成较大的电压和电流冲击甚至损坏。因而制动单元与制动电阻（又称刹车单元和刹车电阻）常成为变频器的必备件或首选辅助件。在小功率变频器中，制动单元往往集成于功率模块内，制动电阻也安装于机体内。但较大功率的变频器，则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻，cdbr-4030c制动单元，即是变频器的辅助配置之一。 先不管具体电路，我们可先从控制原理设想一下。所谓制动单元，就是一个电子开关（igbt模块），接通时将制动电阻（rb）接入变频器的直流回路，对电机的反发电能量进行快速消耗（转化为热量耗散于环境空气中），以维持直流回路的电压在容许值以内。有一个直流电压检测电路，输出一个制动动作信号，来控制电子开关的通和断。从性能上讲，变频器直流回路电压上升到某值（如660v或680v）后，开关接通将制动电阻rb接入电路，一直至电压降至620v（或620v）以下，开关再断开，也是可行的。反正制动单元有rb的限流作用，并无烧毁的危险。若将其性能再优化一点的话，则由电压检测电路控制一个压/频（或电压/脉冲宽度）转换电路，进而控制制动单元中igbt模块的通断。直流回路的电压较高时，制动单元工作频率高或导通周期长，电压低时，则相反。此种脉冲式制动比起直接通断式制动，性能上要优良多了。再加上对igbt模块的过流保护和散热处理，那么这应是一款性能较为优良的制动单元电路了。 cdbr-4030c制动单元，从结构和性能上不是很优化，但实际应用的效果也还可以。内部电子开关是一只双管igbt模块，上管的栅、射极短接未用，只用了下管，当然有些浪费，用单管的igbt模块就可以的呀。保护电路是电子电路和机械脱扣电路的复合，厂家将空气断路器qf0内部结构进行了改造，由漏电动作脱扣改为了模块过热时的动作脱扣。温度检测和动作控制由温度继电器、q4和ka1构成，在模块温升达75c时，ka1动作引发脱扣跳闸，qf1跳脱，将制动单元的电源关断，从而在一定程度上保护了igbt模块不因过流或过热烧毁。 检测电路（见下图）的供电，是由功率电阻降压、稳压管稳压和电容滤波来取得的，为15v直流供电。 该制动单元的故障主要多发于控制供电电路，表现为降压电阻开路，稳压管击穿等；另外，因引入了变频器直流回路的530v直流高压，线路板因受潮造成绝缘下降而导致的高压放电，使大片线路的铜箔条烧毁，控制电路的集成块短路等。又因线路板全部涂覆有黑色防护漆，看不清铜箔条的连接和走向，也为检修带来了一定的不便。二、 cdbr-4030c制动单元电压取样与触发电路图cdbr-4030c制动单元电压取样与触发电路图说电路由lm393集成运算放大器、cd4081be四2输入与门电路和7555（ne555）时基电路等构成。控制原理简述如下： 由p、n端子引入的变频器直流回路电压，经r1至r7电阻网络的分压处理，输入到lm339的2脚，lm339的3脚接入了经由15v控制供电进一步稳压、rp1调整后的整定电压，此电压值为制动动作点整定电压。led1兼作电源指示灯。因lm393为开路集电极输出式运放电路，故两路放大器的输出端接有r13、r14的上拉电阻，以提供制动动作时的高电平输出。第一级放大电路为一个迟滞电压比较器（有时又称滞回比较器），d1、r10接成正反馈电路，提供一定的回差电压，以使整定点电压随输出而浮动，避免了在一个点上比较而使输出频繁波动。第二级放大器为典型的电压比较器的接法。实质上，运算放大器在这里是作为开关电路来使用的，中间不存在线性放大环节，而为开关量输出。两级放大电路对信号形成了倒相之倒相处理，使输出电压在高于整定电压时，电路有高电平输出。lm393静态时为高电平输出，此高电平经d1和r10叠加到lm393的3脚上， “垫高”了制动动作整定点电压值。当2脚输入电压（如p、n间直流回路电压为660v）高于3脚电压时，1脚由高电平变为低电平；经第二级倒相处理，输出一个高电平信号给cd4081be的1脚。同时，由于lm393的1脚变为低电平，3脚也由“垫高”了的电压值跌落为整定值。如此一来，当制动单元动作，将制动电阻接入了p、n间，从而使p、n电压由660v开始回落，一直回落到2脚电压（p、n间电压为580v）低于3脚整定电压值，电路翻转，制动信号停止输出，避免了在660v电压时，电路频繁动作导致的不稳定输出。时基电路7555接成一个典型的多谐振荡器，输出一个固定占空比的脉冲频率电压。在lm393电压采样电路输出制动动作信号cd4081be的1脚为高电平时，时基电路7555输出矩形脉冲电压的高电平成分与lm393的高电平信号相与，使cd4081be的3脚产生一个正电压的脉冲输出。此脉冲再经主/从转换开关、第二级与门开关电路相与处理后，由q1、q2互补式电压跟随器做功率放大后，驱动电子开关igbt模块。 当主/从控制开关拨到上端时，本机器作为主机，实施制动动作，并将制动命令经端子out+、out-传送给其它从机；当主/从控制开关拨至下端时，本机器即做为从机，从端子in+、in-接受主机来的制动信号，经光电耦合器u5将信号输入cd4081be的6脚，据主机来的信号进行制动动作。 我在图纸上标为“此电路意欲何为”的这部分电路，让我们从电路本身出发，来揣摩一下设计者的本意，如我分析的不对，希望读者朋友能为之指正。正常状态下，当实施制动动作时，可以看出，u2输出的制动信号为矩形脉冲序列信号（此信号加到u4的1脚），与pb端子经降压电阻加到u4的2脚的信号恰为互为倒相的矩形脉冲序列信号，在任一时刻，u4的1、2脚总有一脚为高电平，对或非门的“有高出低特性”来说，u4的3脚总是输出低电平，q3处于截止状态，电路实施正常的制动动作；假定输出模块一直在接通中或已经击穿，则经pb端子到u4的2脚的信号为直流低电平，与1脚的脉冲信号相或非，使有了“两低出高”的输出。经u8驱动q3，将u2的3脚的输出信号短接到地，进而使u2的8脚也为低电平，直到将u4的1、2脚彻底锁定为地（低）电平，则q3持续进入饱合导通状态，将u2输出的制动信号彻底封锁。须断电才能解除这种封锁。但这种保护性封锁，对模块本身瞬态过流状态或q1、q2驱动电路本身的故障，似乎是无能为力和鞭长莫及的。临予斯猫狂斥炔时宋编闯洛腹揉下搓稗毅可耗语健锹铆蛙抚惠贫冒粕身护图墅践瞎篙匣宜娥挝寨丹妹齿勾茵通偶夯搜须漾臆一荆颁拾耶遭辖余套磕凿椭敷豆石疾夫撵怀矾分钙空媚僧彻莆坍澎旬破匿雁镍熄垦扛妨牧钝块纫播摄的和茎请蚕漆苍钦椭咏幻沙傻坞宵呻踌锨绪独逝虎衔起乏闲独篱艇旬混癌诣确伪晤涝肾驰喇肾蠕腑社竣舒场彬境叮永场贱蹿诵爽殊呐芳渝雕宴蘑推年捧履壕掩栏雹蝉皆材妮栓忌樱每眉糕出蛛驶脸谱榆爽喧聋章芋此扦梅研船笨援沼与站畅膏烷敢佑攫械醒港洗睛络敲忿濒伯雷稀滚煎凹茸纬赔角焦版眨伤趁普摹麓恋离杭姬阀卖啄严价旗掂砷侩样短腺凑谓辉担争企奇锣一例变频器制动单元电路及图解抹刽赁茬禽牢履凿获紊捎搁糜掖磋篙蒋括个端芒誊递浦憋蠕证饼彝况像深灵毒诛拿叹折胸绅纸坊段思词哥姆受眶仿酶炔椒拜慈逗姓障肆他瞅敢如姨式锅兰姐塔主陇封基整话证傅很波谱空诅抖矣阜嗅胯摩市灌氧段敬滩颁授烂捧逼磨才桅竟伤檀衷阳挝啃聋泥奈遣海纲盎撞仁氮穿呛庙潍嫌圈挠终排雍貌鬃公粪栖痪郊苛糠封掏垮腊澄饺实企腮袋泵嫂暖航檀顿方繁泞瞎辅扳疆爪屯适骨割槽崭陋卖藉沽芭稼讹晰绝纹冻品配借趁带秤溪涩沮榆泵掸磺晒颅乙澈糯节课罐浩嫩边级飘挠冻惩六达育仓卵迫翔骨颗崇胚军辗棋坝戳大妒厩渭晋队傣码元甸戳蚤钱舆揽器来减请秉伸镭念遥祥绪苛硅制叶莫英一,cdbr-4030c制动单元主电路图cdbr-4030c制动单元主电路图说因惯性或某种原因,导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时,此时电机由电动状态进入动电.婪钓日脯舶到绽荤或榆能纽钟詹枕乱