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    5 再生能量的處理

    當采用變頻器傳動的起升機構拖動位能性負載下放或平移機構急減速、順風運行時，異步電動機將處于再生發(fā)電狀態(tài)。逆變器中的六個回饋二極管將傳動機構的機械能轉換成電能回饋到中間直流回路，并引起儲能電容兩端電壓升高。若不采取必要的措施，當直流回路電容電壓升到保護極限值后變頻器將過電壓跳閘。

    在高性能的工程型變頻器中，對連續(xù)再生能量的處理有以下兩種方案。①在中間直流回路設置電阻器，讓連續(xù)再生能量通過電阻器以發(fā)熱的形式消耗掉，這種方式稱為動力制動；

    ②采用再生整流器方式，將連續(xù)再生能量送回電網，這種方式稱為回饋制動。英威騰推出的DBU型能耗制動單元和RBU型能量回饋單元的具體參數可參見說明書。   下面對這兩種制動方式做以詳細介紹。

    （1）動力制動

    動力制動由制動單元和制動電阻構成。變頻器設置了制動單元和制動電阻后，其動力制動能力取決于制動電阻的允許功率。因此，計算再生功率PM時，必須滿足PM    ①計算再生能量EM

    ②計算再生功率PM

    PM=EM/t0

    式中PM——制動期間電機產生的有效再生功率，W

    EM——機構急減速及下降時的再生能量，J

    t0——制動周期時間，S

    ③選擇合適的制動單元/制動電阻組合

    選擇合適的制動單元/制動電阻組合，必須滿足下列條件：

    PM    式中PM——制動期間電機產生的有效再生功率，W

    PR——制動電阻的允許功率，W

    PDB——制動單元的允許功率，W

    當計算的PM>PR時，表明超出了制動電阻的處理能力，需重新核算負載慣量和減速時間。

    ④制動電阻RB0的計算

    在再生回饋制動中，即使不設置制動電阻，依靠電機內部損耗也可獲得約20%的制動轉矩，因此可用下式計算所需的電阻值RB0：

    VC²

    RB0=——————————

    1.027（TB-0.2TM）n1

    式中VC——變頻器中間直流回路的電壓（約為700V），V

    TB——制動轉矩，kg·m

    TM——電動機額定轉矩，kg·m

    n1——電動機開始減速時的速度，rpm

    動力制動的放電回路由制動單元和制動電阻構成，其最大電流受制動晶體管最大允許電流IC的限制，制動電阻最小允許值RMIN=VC/IC。因此制動電阻選用時其實際值RB應滿足以下條件：

    RMIN    上述選型是建立在精確的計算基礎上，在實際工程中如果精確的計算數據不能取得，

    也可按下述給出的經驗公式選型。

    ①起升機構的再生功率PM

    PM=Pb×ηtotal

    ηtotal=ηmec×ηmot×0.98

    上式中，Pb為實際的負載再生發(fā)電功率，ηmec為機械效率，ηmot為電機效率。

    ②制動電阻RB0的近似計算

    VC²

    RB0=——

    PM

    由于平移機構屬于摩擦負載，其制動單元和制動電阻可按變頻器的標準配置。

    （2）回饋制動

    為了實現把制動狀態(tài)的電動機再生發(fā)電能量向電網回饋，網側變流器應采用可逆變流器。英威騰推出的能量回饋制動單元，它的網側變流器與逆變器結構相同，采用一塊具有PWM控制方式的電網電壓識別板。由于采用了PWM控制技術，對網側交流電壓的大小和相位可以進行控制，可以使交流輸入電流與電網電壓同相位并接近正弦波，傳動系統(tǒng)的功率因數大于0.9，回饋制動時有100%電網回饋能力，而不需要自耦變壓器。

    動力制動方式控制簡單、成本低，但節(jié)能效果不如回饋制動?；仞佒苿臃绞诫m然節(jié)能效果好，能連續(xù)長時制動，但控制復雜、成本較高。應該注意的是，只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網電壓下，才可以采用回饋制動方式。對于采用滑觸線供電的起重機，應特別注意防止滑觸線電刷接觸的間斷，如果不能保證這一點，建議采用動力制動方式，以保證起升機構持續(xù)下降時調速制動的可靠性。