制動(dòng)單元，全稱為"變頻器專用型能耗制動(dòng)單元"，或者是"變頻器專用型能量回饋單元"，主要用于控制機(jī)械負(fù)載比較重的、制動(dòng)速度要求非常快的場(chǎng)合，將電機(jī)所產(chǎn)生的再生電能通過制動(dòng)電阻消耗掉，或者是將再生電能反饋回電源。針對(duì)制動(dòng)單元的主要功能、優(yōu)點(diǎn)、動(dòng)作過程進(jìn)行以下扼要介紹。
一、制動(dòng)單元的主要功能
在某些應(yīng)用場(chǎng)合，需要快速降速，根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理可知，若滑差越大轉(zhuǎn)矩也越大，同理制動(dòng)轉(zhuǎn)矩將隨著降速速率的加大而增大，使系統(tǒng)降速時(shí)間大大縮短，能量回饋大大加快，直流母線電壓快速上升，因此必須將該回饋能量迅速消耗掉，保持直流母線電壓在某一安全范圍以下。制動(dòng)單元系統(tǒng)的主要功能就是能快速將該能量消耗掉（能量由制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱能散發(fā)）。它有效地彌補(bǔ)了普通變頻器的制動(dòng)速度慢、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小（≤20％額定轉(zhuǎn)矩）的缺點(diǎn)，對(duì)于一些需快速制動(dòng)但頻度較低的場(chǎng)合非常適用。
二、制動(dòng)單元的優(yōu)點(diǎn)
由于制動(dòng)單元的工況屬于短時(shí)工作，即每次的通電時(shí)間很短，在通電時(shí)間內(nèi)，其溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到穩(wěn)定溫升；而每次通電后的間歇時(shí)間則較長(zhǎng)，在間歇時(shí)間內(nèi)，其溫度足以降到與環(huán)境溫度相同，因此制動(dòng)電阻的額定功率將大大降低，價(jià)格也隨之下降；另外由于IGBT只有一個(gè)，制動(dòng)時(shí)間為ms級(jí)，對(duì)功率管開通與關(guān)斷的暫態(tài)性能指標(biāo)要求低，甚至要求關(guān)斷時(shí)間盡量短，以減少關(guān)斷脈沖電壓，保護(hù)功率管；控制機(jī)理也相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)較為容易。由于有以上優(yōu)點(diǎn)，因此它廣泛應(yīng)用于起重機(jī)等勢(shì)能負(fù)載及需快速制動(dòng)但為短時(shí)工作制的場(chǎng)合。
三、制動(dòng)單元的動(dòng)作過程
1、當(dāng)電動(dòng)機(jī)在外力的作用下減速時(shí)，電機(jī)以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，產(chǎn)生再生能量。其產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)被變頻器逆變部分的六個(gè)變頻器專用型能量回饋單元續(xù)流二極管組成的三相全控橋整流，使變頻器內(nèi)直流母線電壓持續(xù)升高。
2、當(dāng)直流電壓達(dá)到某一電壓（制動(dòng)單元的開啟電壓）時(shí)，制動(dòng)單元功率開關(guān)管開通，電流流過制動(dòng)電阻。
3、制動(dòng)電阻釋放熱量，吸收再生能量，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，變頻器直流母線電壓降低。
4、當(dāng)直流母線電壓降到某一電壓（制動(dòng)單元停止電壓）時(shí)，制動(dòng)單元的功率管關(guān)斷。此時(shí)沒有制動(dòng)電流流過電阻，制動(dòng)電阻自然散熱，降低自身溫度。
5、當(dāng)直流母線的電壓重新升高使制動(dòng)單元?jiǎng)幼鲿r(shí)，制動(dòng)單元將重復(fù)以上過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。
