[发明专利]一种变频器综合制动系统及其工作方法

说明书

本发明为一种变频器综合制动系统及其工作方法，其特征在于：所述变频器综合制动系统包括变频器和交流制动单元，所述变频器的输出端与电机连接，所述交流制动单元连接至变频器的输出端；电机制动过程中，所述交流制动单元和变频器协同工作，同时或分时产生制动转矩；变频器综合制动系统在电机制动过程中有三种工作模式：交流制动模式、综合制动模式和变频制动模式，变频器综合制动系统处于交流制动模式时，所述交流制动单元产生制动转矩，所述变频器不产生制动转矩；变频器综合制动系统处于综合制动模式时，所述交流制动单元和变频器均产生制动转矩；变频器综合制动系统处于变频制动模式时，变频器产生制动转矩，交流制动单元不产生制动转矩。

技术领域

本发明涉及一种变频器制动系统及其工作方法，特别是公开一种变频器综合制动系统及其工作方法，应用于电机变频驱动领域。

背景技术

采用变频器驱动电机时，若电机需要快速制动，目前常用的方案有两种：方案1采用变频器实现快速制动，比如在变频器的直流侧增加斩波制动或者采用有源前端整流；方案2在电机端连接交流开关和电阻，通常用于同步电机的制动，电机制动时将交流开关合上，将电阻投入，电机处于发电状态，通过电阻消耗能量实现制动，当电机为励磁同步电机时，还可通过控制电机端电压从而控制交流电阻吸收的功率实现快速制动。这两种方案各有优缺点：方案1可以在整个降速过程中实现恒功率制动，在电机速度较低时，仍然可以提供足够的制动转矩，但是方案1若采用有源前端整流，则系统复杂，成本较高；若采用直流斩波制动，则能耗较大，另外，当变频器没有集中的直流母线，如单元串联多电平拓扑的变频器，则需要在每个功率单元上都增加直流斩波制动，在大功率制动的应用场合，导致功率单元结构复杂，不具有实用性。方案2采用集中的交流电阻制动，不需要变频器额外增加器件，系统结构简单，适用于所有的变频器拓扑，但是方案2的制动转矩与电机端电压直接相关，而电机端电压与电机转速有关，在电机转速较低时，不能提供足够的制动转矩，降速时间难以保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，公开一种变频器综合制动系统及其工作方法，将传统的两种变频器驱动电机制动方式结合起来，避免了两种制动方式各自的缺点，兼具了两种制动方式的优点，可以适用于所有变频器拓扑，尤其适用于变频器没有集中直流母线又需要大功率制动的应用场合，适用于异步电机和同步电机。

本发明是这样实现的：一种变频器综合制动系统的工作方法，其特征在于：所述变频器综合制动系统包括变频器和交流制动单元，所述变频器的输出端与电机连接，所述交流制动单元连接至变频器的输出端，所述变频器为三相电压源型变频器，包括依次连接的整流单元、直流组件单元和逆变单元；所述交流制动单元包括相连的交流开关和交流制动电阻，所述交流开关和交流制动电阻均为三相，所述交流开关与交流制动电阻串联后连接至所述变频器的输出端，所述交流制动单元运行时，所述交流开关闭合，所述交流开关断开时，所述交流制动单元不运行；电机制动过程中，所述交流制动单元和变频器协同工作，同时或分时产生制动转矩；所述变频器综合制动系统在电机制动过程中有三种工作模式：交流制动模式、综合制动模式和变频制动模式；所述变频器综合制动系统处于交流制动模式时，所述交流制动单元产生制动转矩，交流制动单元的交流开关闭合，所述变频器不产生制动转矩；所述变频器综合制动系统处于综合制动模式时，所述交流制动单元和变频器均处于运行状态、产生制动转矩，交流制动单元的交流开关闭合；所述变频器综合制动系统处于变频制动模式时，所述变频器处于运行状态、产生制动转矩，所述交流制动单元的交流开关断开，交流制动单元不运行、不产生制动转矩。

所述变频器综合制动系统处于综合制动模式时，所述交流制动单元的交流开关闭合，所述变频器产生制动转矩，变频器同时通过控制所述电机的端电压控制所述交流制动单元也产生制动转矩。