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 异步交流电机制动时泵升电压问题

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锋言锋语
至圣

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楼主    2020-07-24 07:39:06
主题:异步交流电机制动时泵升电压问题 精华帖 

我对这个泵升电压困惑已久,一直不清楚是怎么产生的。我之前的思路是, 电机电动时, 其自感电动势也就是供电电压, 有什么理由制动时会产生比变频器直流母线电压更高的电压呢? 最近在学习王兆安的《电力电子技术》, 学习到PWM整流部分,PWM整流可以利用电感的泵升作用升高母线电压, sinamics ALM电源模块就是这个原理。其原理就是每个桥臂的下IGBT开通时,相当于短接电源,给电感充电,上臂打开时,电感产生泵升作用,释放能量,提高母线电压。 今日开车的时候,灵光一闪, 电机制动时, 可以理解为电机本身是个交流电源,而且电机自带电感, 这不就是PWM整流的泵升作用吗? 茅塞顿开。



我来做个总结:

      我一开始的结论, 认为PWM整流的泵升作用是电压升高的必要条件。 这个结论有失偏颇, PWM并不是必要条件, 必要条件应该是 开关器件+电感, 如果在制动时能形成持续等效升压电路, 就会抬高母线电压。与是不是PWM无关。 感谢大家的关注, 这么多人参与, 终于解开了我的一个心结。

不忘初心
老兵
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9楼    2020-08-03 16:56:04
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

如果你这段话说的是ALM对电网的回馈,那靠”泵升“原理是对的。

如果指的是电机的机械能回馈到直流母线侧,那不是靠“泵升”,靠的是逆变器侧的与其IGBT反并联的续流二极管的整流作用。

天生不宜做胜利者,自来没有胜利的欲望,只是不甘失败,十分十分不甘心失败。木心
锋言锋语
至圣

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10楼    2020-08-03 20:08:37
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

我觉得说不通。 姑且认为你说的对, 那么电机最对也就是感应到额定电压的反电动势, 这个经过不可控整流, 最多也就是2.34U2, 也就是根直流母线电压持平, 过电压咋来的?

不忘初心
老兵
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12楼    2020-08-03 22:24:09
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

这个问题问的极好。

我是这么理解的:


当制动状态时,为了保持转子有足够的转矩,定子上依然要维持足够的磁通(为无功,不做功),而这个磁通的产生符合V/F规则。也就是说制动过程中,定子上始终要有V,这个V来自于逆变器的IGBT的导通/关断。


同时,制动时,定子的同步转速一定要低于转子,也即转子产生的磁通与定子的磁通转速差会在定子上产生一个感应电势。这个感应电势与IGBT本身作用在定子上的电势是正叠加关系,也就是说会提升定子的总电动势。而并不是你理解的简单的U2。这个转速差越大,则定子上的电势越大,那反向对电容充电的整流电压越大。


这,就是我理解的直流母线电压升高的过程。

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yming
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18楼    2020-08-06 09:13:12
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

支持兵版的说法!

简单地说吧。

通过变频器给电机一个直流电压(就是0Hz啦),电机励磁。

电机被外力拖动旋转。

直流表测量电缆电压,还是那个直流电压。

交流表测量电缆电压,是与电机被拖动转速对应频率的电压;电机不转,就没这个交流电压。

问题是那个直流电压是电压平均值,电压的峰峰值=母线电压(脉宽调制PWM)。

这个叠加在直流上的交流电压,正好通过反并联二极管的整流,反充到直流母线侧。


零频如此,其他频率也如此。只要是励磁被拖动就这么简单地发电。




学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
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21楼    2020-08-06 10:49:27
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

“会间或的形成绕组短路”?你画个图,展示一下怎么短路绕组?


另外,问你一下吧,如果我在变频器输出侧,加了正弦波滤波器,使其输出在电机侧近乎于正弦波。滤掉了PWM载波。

如果这时电机被拖动,你认为直流母线电压还会升高么?


如果直流母线电压不会升高,那么好了。以后就可以告诉用户,不要用什么制动单元,制动电阻了。输出加个正弦波滤波器就成了。

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nnnn1234
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34楼    2020-08-06 22:21:25
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

你说这两个变频不一样。LCI是电流源性的变频器,本身就能回馈;SL150是交交变频。根本和现在谈论的问题不是一码事。


看看下图:你能不能想通:



你要把电容理解为是一个电荷聚集的地方,由于二极管的单相导电性的原因,电能不会返回来。你不要把电容看成能钳位电压为一个值,u=q/c,c不变,电荷量荷电压成正比。抑制泵升电压的目的是保护电容

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51楼    2021-06-26 14:33:39
精华帖  主题:回复:异步交流电机制动时泵升电压问题

K版误会了。


我之前,由于对这个异步电机工作原理理解不够, 所以比较纠结为什么能母线电压会升高。


这个问题包括两个方面, 一个是从能量守恒的角度, 回收的能量没有去处, 只能升高母线电压,存储在电容里, 从这个角度, 只能卡两头, 中间的具体物理过程没有涉及;

二是从PWM工作原理的角度,可以具体描述母线电压是如何在pwm的节奏下升高的。


一体两面。 我现在明白这其中的关系, 没有再纠结PWM。

不忘初心
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