制動的概念

指電能從電機側流到變頻器側（或供電電源側），這時電機的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。負載的能量分為動能和勢能.。動能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積，當動能減為零時，該事物就處在停止狀態(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對于變頻器，如果輸出頻率降低，電機轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低，這時會產(chǎn)生制動過程，由制動產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側，這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負載,在下降時，能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側,進行制動。這種操作方法被稱作"再生制動"，而該方法可應用于變頻器制動。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側的方法叫做"功率返回再生方法"。在實際中，這種應用需要"能量回饋單元"選件。

$怎樣提高制動能力？

為了用散熱來消耗再生功率，需要在變頻器側安裝制動電阻。為了改善制動能力，不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用"制動電阻"、"制動單元"或"功率再生變換器"等選件來改善變頻器的制動容量。交流變頻調(diào)速技術:是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題，后者要解決（基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略）的硬、軟件開發(fā)問題（在目前狀況下主要全數(shù)字控制技術）。

其主要發(fā)展方向有如下幾項。

（1）實現(xiàn)高水平的控制?；陔妱訖C和機械模型的控制策略，有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償?shù)?；基于現(xiàn)代理論的控制策略，有滑模變結構技術、模型參考自適應技術、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器，在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術和逆奈奎斯特陣列設計方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷技術等。

（2）開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數(shù)為1，網(wǎng)側和負載側有盡可能低的諧波分量，以減少對電網(wǎng)的公害和電動機的轉(zhuǎn)矩脈動。對中小容量變流器，提高開關頻率的PWM控制是有效的。對大容量變流器，在常規(guī)的開關頻率下，可改變電路結構和控制方式，實現(xiàn)清潔電能的變換。

（3）縮小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變（如水冷、蒸發(fā)冷卻和熱管）對縮小裝置的尺寸也很有效。

（4）高速度的數(shù)字控制。以32位高速微處理器為基礎的數(shù)字控制模板有足夠的能力實現(xiàn)各種控制算法，Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設計，圖形編程的控制技術也有很大的發(fā)展。

（5）模擬與計算機輔助設計（CAD）技術。電機模擬器、負載模擬器以及各種CAD軟件的引入對變頻器的設計和測試提供了強有力的支持。

主要的研究開發(fā)項目有如下各項。

（1）數(shù)字控制的大功率交-交變頻器供電的傳動設備。

（2）大功率負載換流電流型逆變器供電的傳動設備在抽水蓄能電站、大型風機和泵上的推廣應用。

（3）電壓型GTO逆變器在鐵路機車上的推廣應用。

（4）電壓型IGBT、IGCT逆變器供電的傳動設備擴大功能，改善性能。如4象限運行，帶有電極參數(shù)自測量與自設定和電機參數(shù)變化的自動補償以及無傳感器的矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。

（5）風機和泵用高壓電動機的節(jié)能調(diào)速研究。眾所周知，風機和泵改用調(diào)速傳動后節(jié)約大量電力。特別是電壓電動機，容量大，節(jié)能效果更顯著。研究經(jīng)濟合理的高壓電動機調(diào)速方法是當今重大課題。

主要的研究內(nèi)容及關鍵技術有如下各項。

（1）高壓、大電流技術：動態(tài)、靜態(tài)均壓技術（6kV、10kV回路中3英寸晶閘管串聯(lián)，靜動態(tài)均壓系數(shù)大于0.9）；均流技術，大功率晶閘管并聯(lián)的均流技術，均流系數(shù)大于0.85）；浪涌吸收技術（10kV、6kV回路中）；光控及電磁觸發(fā)技術（電/光，光/電變換技術）；導熱與散熱技術（主要解決導熱及散熱性好、電流出力大的技術，如熱管散熱技術）；高壓、大電流系統(tǒng)保護技術（抗大電流電磁力結構、絕緣設計）；等效負載模擬技術。

（2）新型電力電子器件的應用技術：可關斷驅(qū)動技術；雙PWM逆變技術；循環(huán)變流/電流型交-直-交

（CC/CSI0）變流技術（12脈波變頻技術）；同步機交流勵磁變速運行技術；軟開關PWM變流技術。

（3）全數(shù)字自動化控制技術：參數(shù)自設定技術；過程自優(yōu)化技術；故障自診斷技術；對象自辨識技術。

（4）現(xiàn)代控制技術：多變量解耦控制技術；矢量控制和直接力矩控制技術；自適應技術。