一种变频器的制动单元电路制造技术

本发明专利技术提供了一种变频器的制动单元电路，包括变频器、制动管驱动电路、制动电阻、正向电压吸收电路和反向电压吸收电路，变频器的母线P与变频器的正极电性连接，变频器的母线N与变频器的负极电性连接，制动管驱动电路并联在变频器的母线P和母线N之间；变频器的电流从母线P流出，到达正向电压吸收电路，制动管驱动电路驱动正向电压吸收电路导通，电流经过正向电压吸收电路达到制动电阻的第一端，并经过制动电阻的第二端到达反向电压吸收电路，制动管驱动电路驱动反向电压吸收电路导通，电流再流回变频器的母线N，组成一条制动回路。

A brake unit circuit of frequency converter

【技术实现步骤摘要】
一种变频器的制动单元电路
本专利技术涉及变频器应用
，尤其涉及一种变频器的制动单元电路。
技术介绍
在施工升降机中，货梯在匀速下降过程中会将机械能转换成电能，为了消耗产生的电能需要在电梯内加装制动电阻。制动电阻会在制动的过程中消耗制动时产生的能量。因此，需要对变频器中的直流母线电压进行检测，并适时的对母线电容进行放电。目前施工升降机制动单元也是基于该原理进行制动，然而，施工现场环境复杂，施工人员在搬运货物时，容易将货物碰到电阻箱内的制动电阻，从而造成制动电阻与电阻箱(即大地)进行短路，而此种情况会造成制动单元或变频器短路，甚至危及人身安全，因此，需要在制动电阻短路时及时触发保护并切断对制动电阻的供电，防止设备损坏或者人员伤亡。图1是比较常见的制动单元的电路，当制动单元触发保护时，现有的制动单元无法为IGBT器件提供续流通路，直接关断IGBT会产生非常大的尖峰电压，导致IGBT被击穿甚至损坏，无法实现短路保护的功能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种具有电压异常保护和短路保护功能的变频器的制动单元电路。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种变频器的制动单元电路，包括变频器(1)、制动管驱动电路(2)和制动电阻(3)，变频器(1)的母线P与变频器(1)的正极电性连接，变频器(1)的母线N与变频器(1)的负极电性连接，制动管驱动电路(2)并联在变频器(1)的母线P和母线N之间；还包括正向电压吸收电路(4)和反向电压吸收电路(5)，所述变频器(1)的电流从母线P流出，到达正向电压吸收电路(4)，制动管驱动电路(2)驱动正向电压吸收电路(4)导通，电流经过正向电压吸收电路(4)达到制动电阻(3)的第一端，并经过制动电阻(3)的第二端到达反向电压吸收电路(5)，制动管驱动电路(2)驱动反向电压吸收电路(5)导通，电流再流回变频器(1)的母线N，组成一条制动回路。在以上技术方案的基础上，优选的，所述正向电压吸收电路(4)包括第一IGBT、第一快速恢复二极管D1、第二快速恢复二极管D2、第一电阻R2和第一电容C2，第一IGBT的栅极与制动管驱动电路(2)电性连接，第一IGBT的集电极与变频器(1)的母线P电性连接，第一IGBT的发射极与第一快速恢复二极管D1的正极电性连接，第一快速恢复二极管D1的负极与制动电阻(3)的第一端电性连接，第一电阻R2和第一电容C2串联后并联在第一快速恢复二极管D1的两端；第二快速恢复二极管D2反向并联在第一IGBT的发射极与变频器(1)的母线N之间；第一IGBT的发射极还与制动管驱动电路(2)电性连接。进一步优选的，所述反向电压吸收电路(5)包括第二IGBT、第三快速恢复二极管D3、第四快速恢复二极管D4、第二电阻R3和第二电容C3，第二IGBT的栅极与制动管驱动电路(2)电性连接，第二IGBT的集电极与第三快速恢复二极管D3的负极电性连接，第三快速恢复二极管D3的正极与制动电阻(3)的第二端电性连接，第二电阻R3和第二电容C3串联后并联在第三快速恢复二极管D3两端；第二IGBT的发射极与变频器(1)的母线N电性连接；第四快速恢复二极管D4反向并联在变频器(1)的母线P与第二IGBT的集电极之间；第二IGBT的发射极还与制动管驱动电路(2)电性连接。更进一步优选的，所述变频器(1)母线P与母线N之间的电压超过制动管驱动电路(2)的预设值时，制动管驱动电路(2)分别为第一IGBT的栅极和第二IGBT的栅极提供高电平，使得第一IGBT和第二IGBT分别导通，变频器(1)母线P上的电流从第一IGBT的集电极流向其发射极，进而流经第一快速恢复二极管D1并进入制动电阻(3)的第一端，然后从制动电阻(3)的第二端流出，并经过第三快速恢复二极管D3、第二IGBT的集电极和发射极，最后回到变频器(1)的母线N，形成一条完整的制动回路。再进一步优选的，所述变频器(1)母线P与母线N之间的电压低于制动管驱动电路(2)的预设值时以及制动电阻(3)内部短路或者制动电阻(3)其第一端或者第二端与大地短路时，制动管驱动电路(2)关断第一IGBT和第二IGBT，变频器(1)的母线N上的电流依次流经续流第二快速恢复二极管D2、第一快速恢复二极管D1、第三快速恢复二极管D3和第四快速恢复二极管D4，回到变频器(1)的母线P，形成一条完整的续流回路。更进一步的优选的，所述制动管驱动电路(2)包括电压检测模块(21)、触发锁存模块(22)和IGBT驱动模块(23)，电压检测模块(21)与变频器(1)的母线P和母线N电性连接，电压检测模块(21)还与触发锁存模块(22)电性连接；触发锁存模块(22)分别与IGBT驱动模块(23)和变频器(1)电性连接，IGBT驱动模块(23)分别与第一IGBT和第二IGBT电性连接；电压检测模块(21)检测到变频器(1)的母线P和母线N之间的电压超过其预设值时，电压检测模块(21)向触发锁存模块(22)发出触发信号，触发锁存模块(22)将该触发信号送至IGBT驱动模块(23)中，为第一IGBT和第二IGBT提供栅极驱动电压，使得第一IGBT和第二IGBT导通；电压检测模块(21)检测到变频器(1)的母线P和母线N之间的电压低于其预设值时，电压检测模块(21)向触发锁存模块(22)发出停止触发信号，触发锁存模块(22)将该停止触发信号送至IGBT驱动模块(23)中，IGBT驱动模块(23)关断第一IGBT和第二IGBT。进一步优选的，还包括故障检测模块(24)，故障检测模块(24)分别与第一IGBT的发射极、第二IGBT的发射极和触发锁存模块(22)电性连接，故障检测模块(24)检测第一IGBT或者第二IGBT上的导通压降；当第一IGBT或者第二IGBT上的导通压降超过故障检测模块(24)的预设值时，故障检测模块(24)向触发锁存模块(22)发出故障信号，触发锁存模块(22)将该故障信号锁存，然后将故障信号发送至变频器(1)和IGBT驱动模块(23)中，IGBT驱动模块(23)保持第一IGBT或者第二IGBT的关断状态。进一步的优选的，所述制动管驱动电路(2)为ACPL—332J或者ACPL—316J型号IGBT驱动电路。本专利技术提供的一种变频器的制动单元电路，相对于现有技术，具有以下有益效果：(1)本专利技术通过正向电压吸收电路和反向电压吸收电路与制动电阻在母线之间构成完整的制动回路，使得变频器在不同工况切换时能够可靠制动；(2)正向电压吸收电路和反向电压吸收电路在正常制动时形成制动回路；(3)正向电压吸收电路和反向电压吸收电路在母线电压过低及制动电阻短路时能隔离IGBT，并形成完整的续流回路，抑制IGBT上的尖峰电压，使其工作在安全工作区内；(4)制动管驱动电路一方面监控母线电压，一方面监控IGBT的导通压降，当导通压降异常或者制动电阻短路时，保持IGBT的关断状态，防止IGBT承受过高的尖峰电压而损坏。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频器的制动单元电路，包括变频器(1)、制动管驱动电路(2)和制动电阻(3)，变频器(1)的母线P与变频器(1)的正极电性连接，变频器(1)的母线N与变频器(1)的负极电性连接，制动管驱动电路(2)并联在变频器(1)的母线P和母线N之间；其特征在于：还包括正向电压吸收电路(4)和反向电压吸收电路(5)，所述变频器(1)的电流从母线P流出，到达正向电压吸收电路(4)，制动管驱动电路(2)驱动正向电压吸收电路(4)导通，电流经过正向电压吸收电路(4)达到制动电阻(3)的第一端，并经过制动电阻(3)的第二端到达反向电压吸收电路(5)，制动管驱动电路(2)驱动反向电压吸收电路(5)导通，电流再流回变频器(1)的母线N，组成一条制动回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频器的制动单元电路，包括变频器(1)、制动管驱动电路(2)和制动电阻(3)，变频器(1)的母线P与变频器(1)的正极电性连接，变频器(1)的母线N与变频器(1)的负极电性连接，制动管驱动电路(2)并联在变频器(1)的母线P和母线N之间；其特征在于：还包括正向电压吸收电路(4)和反向电压吸收电路(5)，所述变频器(1)的电流从母线P流出，到达正向电压吸收电路(4)，制动管驱动电路(2)驱动正向电压吸收电路(4)导通，电流经过正向电压吸收电路(4)达到制动电阻(3)的第一端，并经过制动电阻(3)的第二端到达反向电压吸收电路(5)，制动管驱动电路(2)驱动反向电压吸收电路(5)导通，电流再流回变频器(1)的母线N，组成一条制动回路。


2.如权利要求1所述的一种变频器的制动单元电路，其特征在于：所述正向电压吸收电路(4)包括第一IGBT、第一快速恢复二极管D1、第二快速恢复二极管D2、第一电阻R2和第一电容C2，第一IGBT的栅极与制动管驱动电路(2)电性连接，第一IGBT的集电极与变频器(1)的母线P电性连接，第一IGBT的发射极与第一快速恢复二极管D1的正极电性连接，第一快速恢复二极管D1的负极与制动电阻(3)的第一端电性连接，第一电阻R2和第一电容C2串联后并联在第一快速恢复二极管D1的两端；第二快速恢复二极管D2反向并联在第一IGBT的发射极与变频器(1)的母线N之间；第一IGBT的发射极还与制动管驱动电路(2)电性连接。


3.如权利要求2所述的一种变频器的制动单元电路，其特征在于：反向电压吸收电路(5)包括第二IGBT、第三快速恢复二极管D3、第四快速恢复二极管D4、第二电阻R3和第二电容C3，第二IGBT的栅极与制动管驱动电路(2)电性连接，第二IGBT的集电极与第三快速恢复二极管D3的负极电性连接，第三快速恢复二极管D3的正极与制动电阻(3)的第二端电性连接，第二电阻R3和第二电容C3串联后并联在第三快速恢复二极管D3两端；第二IGBT的发射极与变频器(1)的母线N电性连接；第四快速恢复二极管D4反向并联在变频器(1)的母线P与第二IGBT的集电极之间；第二IGBT的发射极还与制动管驱动电路(2)电性连接。


4.如权利要求3所述的一种变频器的制动单元电路，其特征在于：所述变频器(1)母线P与母线N之间的电压超过制动管驱动电路(2)的预设值时，制动管驱动电路(2)分别为第一IGBT的栅极和第二IGBT的栅极提供高电平，使得第一IGBT和第二IGBT分别导通，变频器(1)母线P上的电流从第一IGBT的集电极流向其发射极，进而流经第一快...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢险峰，李小松，孟庆生，谢鸣，
申请(专利权)人：武汉港迪电气传动技术有限公司，武汉港迪电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42