变频器附件——制动单元电路图说

图八十七变频器附件——制动单元电路图

    制动单元与制动电阻，又称为刹车单元与刹车电阻，常作为变频器可选配件，据实际工作要求调配之。小功率变频器，主电路多采用集成模块结构，三相整流电路与逆变电路集成于一个模块内部，一般是将制动单元也顺便集成在内了，因制动功率也较小，常将制动电阻也一并安装于变频器机体内部了。也有的是在逆变模块外部安装了一只制动开关管，这一类机器是不需另配制动单元和制动电阻的。较大功率的变频器，有的也将制动单元安装于内部散热板上，用户需外接制动电阻。而有的（功率更大一些的）索性将直流电路的P、N端子引出，由用户外接制动单元和制动电阻算了。所谓制动单元，往往采用一只单管IGBT模块，模块的作用就是一只电子开关了。制动电阻的外观模样不同于一般电阻，有一定的阻燃性能，个头大小不等的。

    本制动单元的供电是由一只380V/18V变压器取得的，由整流、滤波、稳压电路取出+15V的稳压电源，供整机控制电路。

    变频器的P+、N-端子，接至制动单元的主电路和电压检测电路上。由R3～R7构成电压取样电路，在直流电路电压为550V时，R7约为7V电压，稳压器DW2提供输入保护，C6滤掉引线噪声电压，检测电路径R8输入到由运算放大器LM324的5脚，该级放大器构成电压跟随输出器。由7脚输出的电压检测信号，一路经R9加至后级电压跟随器，驱动HL2-主直流回路电压接入指示灯；另一路经R11输入到后级电压比较器的10脚（同相输入端），该级放大器的9脚（反相输入端）接有RP1半可变电阻，接入RR1的目的，是为了克服取样电阻网络的离散性，可以精确调整制动动作值。RP1的中心臂电压即为基准电压，10脚电压检测信号与此基准电压相比较，在因负载电动机反发电能量馈回直流电路使其电压上升到660V(或680V)时，检测信号电压上为8.5V左右，因9脚基准电压已事先调整为8. 4V左右，该组放大器两个输入端信号比较的结果，使放大器的输出反转，8脚输出高电平，HL3指示灯点亮，提示电路正在实施制动动作。HL3的电流通路正是Q1的正偏压通路，晶体管Q1导通，提供了驱动IC（TLP520，光耦型驱动IC）的输入电流，TLP250的6／7输出脚输出正的激励电压，经R18直接驱动IGBT模块。图中Q2即为IGBT模块，型号为MGloo02YS42，为100A模块。需更大的制功率、驱动更大的IGBT模块时，从A点接人由两只中、大功率晶体管构成的互补式电压跟随器（功率放大器电路），将PC2输出的激励电流信号放大到一定幅度后，再驱动IGBT开关模块。

    制动单元电路往往由3部分组成：

   1)供电电路由降压变压器整流、滤波、稳压取得；由功率电阻降压、稳压取得；再讲究一点的，由开关电源逆变再整流、稳压取得。本电路采用了第一种供电方式。

   2)直流电路电压检测（采样）电路：一般由电阻分压网络取得，再由后级电压比较器，取出制动动作信号，送后级IGBT模块驱动电路。

   3) IGBT模块驱动电路。

    往简单处考虑，制动单元就是一个电子开关，承担将制动电阻接入直流电路的任务，此一电子开关用一只接触器来取代也未尝不可。开关接通时还有一只制动电阻在电路“限着流”，开关本身的安全性还是有所保障的，只在开关的额定电流值取一定富裕量就可以了。对于电子开关器件，当然还要考虑工作中的散热问题。比较简单的控制，是由电压比较器的输出信号直接控制驱动IC的输出，在直流电路电压高到660V时，模块开通（开关闭合），接入制动电阻进行“能耗制动”，当直流电路电压回落到610V左右时，电压比较器输出状态反转，模块截止（开关断开），制动动作结束。制动动作点和结束点的整定．也不是那么严格和精确，各个厂家的整定值可能有一定的偏差，只要保证直流电路不受高电压冲击就可以了。讲究一点的驱动电路，对IGBT模块，是采用脉冲方式驱动的，效果就要好一些了。