三菱变频器等制动控制功能及其实现

1．电动机的停车

电动机自然停车有两种情况，一是变频器按照设置的降速时间和方式逐步降低输出频率，使电动机转速随之下降，直至停止；二是变频器输出电压为零，也就是切断电动机电源，电动机转速随时间而下降，直至停止。但由于转子本身惯性，不能马上停止。从生产工艺和安全考虑，有的拖动系统需要电动机及时准确的停车。这就需要实施对电动机的制动控制。

2．再生制动

变频器按照设置的降速时间和方式逐步降低输出频率时，由于负载的惯性，电动机转子转速有时会超过同步转速，使得电动机进入再生发电状态。转子受到反向力矩作用，起到制动作用，称为再生制动。与此同时，电动机的再生电能回馈到变频器直流电路，产生泵生电压。

3．再生电能的处理

如果采用有源逆变器，将电动机再生制动时产生的能量回馈到交流电网，能够避免由于泵生电压过高而损坏变频器。

采用变频器制动单元中的制动电阻来消耗电动机再生电能的制动方式，称能耗制动。小功率变频器的制动单元和制动电阻都置于变频器内部。采用能耗制动时，在内部电阻容量不够情况下须外接制动电阻，FR-A540型变频器P/+、PR为外接制动电阻接线端子。

4．直流制动

（1）直流制动原理

当变频器的输出频率接近为零，电动机的转速降低到一定数值时，变频器改为向异步电动机定子绕组中通入直流电，形成静止磁场。此时，电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。

由于旋转系统存储的动能转换成电能，并以热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中。为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中电动机发热，需串入制动单元与制动电阻，这种方法，称为直流制动。    

对于大惯性负载来说，仅靠负载转矩或磨擦转矩制动停机，常常是停不住的，且停机后还会出现“爬行”现象。如果采用直流制动，可实现快速停机，消除“爬行“现象。对于某些要求快速停车的拖动系统，因减速时间太短会引起过高泵生电压，也有必要引入直流制动。

（2）直流制动功能设置

① 直流制动动作频率f_DB

大多数情况下，直流制动是和再生制动配合使用的，首先用再生制动方式，使电动机转速降至较低，然后切换成直流制动使电动机迅速停机，与此切换时所对应的频率称为直流制动动作频率f_DB，如图4-15所示。负载要求制动时间越短，则动作频率f_DB越高。

直流制动动作频率功能设定：Pr.10

参数设定范围：0～120Hz

② 直流动作电压U_DB

在定子绕组上施加直流电压的大小，为电源电压的百分比。它决定了直流制动的强度，如图4-15所示。

直流动作电压功能设定：Pr.12

参数设定范围：0～30%

③ 直流制动时间t_DB

直流制动时所加动作电压U_DB的时间长短，称直流制动时间t_DB。预置直流制动时间的主要依据是负载是否有“爬行”现象。风机在停机状态下，有时因自然风对流而反方向旋转，如遇这情况应在起动前直流制动，保证电动机转速从0开始。

制动时间功能设定：Pr.11

参数设定范围：0～10s