变频器直流制动时 IPM模块保护问题的讨论

变频器直流制动时模块保护问的讨论叙词直流制动，智能功率模块，冲击电流1引言由于所设计的是台针织圆机专用变频器，根据针织圆机的工艺要求，当断纱或漏针发生时，要求设备立即停止运行，电机应能够立即停止转动，以免造成次品或者纱头转进纱锭里。因此在变频器设计中，必须考虑快速制动问。

　　2快速制动的分类和实现3变频器的制动通常分为两种种是以消耗传动系统中由机械能所转化的电能为目的的制动，常用的制动方式有动力制动再生制动；另种是以准确定位和快速刹车为目的的制动，如直流制动。

　　动力制动制动电阻单元中包括制动用的极管，6制动电阻仙和极管，08.用，脉冲来控制8的开通和关断，通过调整脉冲宽度达到调整制动电阻的电流大小。

　　再生制动同动力制动相比，动力制动是将再生的能量耗散到直流回路中，而再生制动是将再生的能量回馈到电网。

　　直流制动通过变频器向异步电动机的定子通直流电，异步电动机便处于能耗制动状态。这种情况下变频器的输出频率为零，异步电动机的定子磁场不再旋转，转动着的转子切割这个静止磁场而产生制动转矩。旋转系统存储的动能转换成电能消耗于异步电动机的转子回路中。

　　这种0，贫，绞降挠猛局饕，辛街郑阂皇怯糜谧既范ㄎ豢刂疲欢，怯糜谥贫，谄舳，电动机由外因引起的不规则自由旋转。

　　300制动方案电动机的定子上就会产生方向不变的直流电，根据被控对象的惯性的大小，我们可以通过调整，河脉宽的占空比，从而达到调整制动电流的大小，从而最终实现快速制动的目的。

　　如阁3，了变频器的输出频率和00制动中电动机的转速随时间变化的规律。在运行信号的作用下，变频器首先开始连续降频，达到制动起始频率后则开始直流制动，使输出频率变为零。电动机则经历再生发电制动和能耗制动后圾终停止。

　　对直流制动功能的实现，主要通过设定，制动起始频率，制动电压和制动时间来实现。

　　4存在的问4频率的减速过程，该过程将持续较长的时间，必然影响制动的快速性。

　　在变频器的开发过程中，初步方案采用对逆变器的4，6管发送，以1脉冲，23〃5管始终断开，以使电动机的定子上产生方向不变的直流电，但在实际的运行过程中，尤其是在带上负载以后，直流制动时经常出现1模块过流保护现象。后经测试发现，制动发生时，出现很强的冲击电流，4，而有时没有。当冲击电流出现时，就易伴随着№M模块的过流保护出现。那么，冲击电流是怎样产生的呢，5制动过程中出现过流保护的原因分析12况。6七描述了制动前瞬间的定子电流方向与制动过程中的电机定子电流方向不致时的状况。从6入68可以看出，由运行状态切换到制动状态，经过了62682的中间状态，这状态决定了制动过程中是杏会出现过流保护现象，从632中可以看出，V相和W相的制动前后的电流方向相反，存在较大的，又由于电机是感性负载，根据公式出冶=可知，形成大的反电动势，同时加在电机上的电压方向也改变，造成出冶也很大。由于开关管两端存在结电容，所以流过开关管的电流6办治非常大，形成浪涌电流，就造成了4的冲击电流。

　　定子电流方向定子电流方向定子电流方向81制动前的电机82制动瞬间的电机私3制动过程中的电机定子电流方向定子电流方向定子电流方向6解决方案为了避免冲击电流的出现，必须采用种方案，使其运行效果达到6人，即制动前瞬间的电流方向与制动过程中电流的方向致。为了实现这目的，采取了如下的方法将制动前瞬间的电流方向的状态延续到制动过程中，保证了制动电流方向与制动前瞬间电流的方向的致。这方案的实现是靠软件来完成的。我们知道，电压空间矢量法在正常运行时，在每个扇区里，由两个主矢量交替动作形成合矢量，在空间按正弦规律旋转。假如我们在每个扇区里，只有个主矢量动作，而不形成旋转磁场，那么加在电机上的电压就为直流电压。但是又不能直接把直流母线上的电压直加在电机上，而仍要以脉宽的形式出现。

　　正常逆变时所加脉宽制动时所加脉宽下面以第扇区为例来说明，其余扇区同理。

　　正常时，在第扇区里相全导通，7相脉宽逐渐减小，相脉宽逐渐增大。而在逆变时，1；相仍全导通，相脉宽恒定不变当然，这个脉宽可根据所需制动电压的大小而调整，这里我们采用的脉宽为个载波周期的打分之十，即不旋转，形成直流制动电压。

　　也就是说在逆变中断子程序里，在脉宽扇区计算子程序之前，判断有无快速制动标志位，如果有，则不执行脉宽扇区计算子程序，这样就保证了制动前后扇区的不变，使制动前后电流方向的状态不变，从而达到6的效果，避免了冲击电流的产生。5为采用此方案后制动时的电流意。

　　7结论变频器制动时有多种方案，可根据不同情况，用相应的方法，但小型变频器般采用直流制动，这样不需要外加泄放电路，节省成本，还可根据制动的快慢，调节变频脉宽来调节制动电流。

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