能耗制動的制動過程及優點
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- 發布時間:2022-11-04
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能耗制動的制動過程及優點
能耗制動是伺服電機在制動過程中將機械能轉化為電能的過程。電能通過逆變電路反饋到DC母線,會導致DC母線電壓升高。當電壓上升到允許的閾值以上時,驅動器的內部器件將被損壞。此時,制動過程中伺服電機反饋的能量被制動電阻消耗。能耗制動優勢是制動力矩平穩,隨時可調。反饋能量通過電阻消耗,不會影響硬件。
能耗制動過程可分為四個階段:1、電流減小階段。因為給定速度突然變為0,電流從正方向變為0,時間很短。電流降至0的時間與電機的電感有關。2、電流反轉階段。速度偏差值為負,控制器給負電流環輸入,電流反饋輸入為0。此時在電源電壓和電機反電動勢的作用下,迅速反轉到給定值。環路以設定的反向扭矩制動。在電流減小和電流相反的階段,電流的變化率很大。3、回饋發電制動階段。當上體電流達到給定電流時,電機端口電壓和電樞電流達到平衡,電機進入穩定制動階段。在制動力矩的作用下,電機轉速降低,反電動勢減小。電流控制器的輸出電壓相應降低,矢量方程平衡。此時交軸電流保持反向制動電流,電源相當于一個三相恒流源。處于發電狀態。4、在能耗制動階段,當電機減速到接近0時,速度控制器的輸出下降,反電動勢很小。電流調節器輸出反向電壓,逆變器輸出反向電壓,與電機端口疊加,共同產生電機制動電流。當轉速降至0時,由于超調,仍有輸出。電機制動電流反向制動,反復實現電流平衡負載。在這個過程中,電機將減速過程中的機械能轉化為電能,由于整流電路的單向導通性,電能無法回饋到電網中。通過泵電容器存儲。當達到設定值時,開關斷開,能量釋放并消耗在制動電阻上。
能耗制動的優點:由于制動單元的工作狀態是短期的,即通電時間很短,通電時間內制動單元的溫升遠不穩定;但每次通電后的間歇時間較長,在間歇時間內,其溫度足以下降到與環境溫度相同,因此制動電阻的額定功率會大大降低,價格也會下降。此外,由于只有一個IGBT,且制動時間為ms,所以對功率管開通和關斷的瞬態性能指標要求較低,甚至要求關斷時間盡可能短,以降低關斷脈沖電壓,保護功率管??刂茩C制相對簡單且易于實現。由于上述優點,能耗制動被廣泛應用于具有潛在負載的場合,如起重機和需要快速制動的短期工作系統。
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