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2023-06-19
变频器外接主电路优化建议
【摘要】：图4-1 变频器的外接主电路1.变频器外接主电路的构成变频器在实际应用中，需要和许多外围设备一起使用，构成完整的变频调速系统的主电路，即变频器的外接主电路，如图4-1所示。制动单元YB的功能是当直流回路UD的电压超过规定的限值时，接通耗能电阻，使直流回路通过制动电阻R释放能量。
图4-1 变频器的外接主电路
1.变频器外接主电路的构成
变频器在实际应用中，需要和许多外围设备一起使用，构成完整的变频调速系统的主电路，即变频器的外接主电路，如图4-1所示。
图4-1中主要电器的作用如3.5节中所述，电源侧断路器QF和电源侧电磁接触器KM用于接通变频器的电源，另外QF具有保护和隔离作用；交流电抗器ACL和直流电抗器DCL用于改善功率因数以及抑制谐波；输入滤波器1FIL及输出滤波器2FIL用于抗干扰；制动电阻R和制动单元YB用于能耗制动；图中VF是变频器。
变频器的进线侧可以不接熔断器，因为变频器有比较完善的过电流和过载保护，而且断路器也具有过电流保护功能。
另外，考虑到变频器内部具有电子热保护功能，故在只接一台电动机的情况下，可以不必接热继电器。
2.变频器外接主电路中主要电器的选择
（1）断路器QF
断路器QF用于电源的通断，在出现过电流或短路事故时自动将电源切断，防止事故扩大。变频器的进线电流常常可能超过额定电流，而且，变频器在刚接通电源的瞬间，对电容器的充电电流可高达额定电流的2～3倍。考虑到变频器的过载能力（150%、1min），所以为了避免误动作，断路器QF的额定电流IQN应选为
式中 IN——变频器的额定电流。
（2）接触器KM
由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，所以选择时接触器主触点的额定电流IkN应满足
若接有输出电抗器时，其主触点的额定电流IkM应满足
式中 IMN——电动机的额定电流。
（3）制动电阻R和制动单元YB
关于制动电阻的作用和选择在3.5.1节已经说明，此处只介绍制动单元的选用问题。
制动单元YB的功能是当直流回路UD的电压超过规定的限值时，接通耗能电阻，使直流回路通过制动电阻R释放能量。
图4-2 制动单元
制动单元YB的构成如图4-2中点画线框中所示。
制动单元YB由功率管V、电压采样与比较电路以及驱动电路组成。功率管V用于接通与关断耗能电路，是制动单元的主体。
由于功率管V的驱动电路是低压电路，只能通过电压取样与比较电路的电阻RS1和RS2进行分压，按比例取出UD的一部分US作为采样电压，US和基准电压UA进行比较，得到控制V导通或截止的指令信号。基准电压UA的大小应与的限值成比例。
驱动电路用于接收比例电路发出的指令信号，驱动V导通或截止。
1）功率管V的选择。集电极最大电流ICM通常可按制动电流的两倍来计算，即
由于V的负载是电阻负载，在导通和截止过程中，基本上没有附加电动势，故击穿电压可以略低一些。当电源电压为380V时，击穿电压UCEO取为1000～1200V。
2）用交流接触器代替功率管V。如图4-3所示，将交流接触器的3个主触点串联，来代替功率管V，由于每个主触点的耐压为500V，3个主触点串联后总的耐压可达1500V，裕量足够；另一方面，在电路断开时，有3个地方同时断开，也有利于灭弧。因此，用交流接触器代替功率管V是完全可行的。
图4-3 用交流接触器代替功率管
由于交流接触器不允许频繁的接通和关断，因此，用交流接触器代替功率管V主要应用于降速次数不很频繁的场合。
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