大多數時候，在大多數應用中，變頻驅動器通過為電機提供能量來控制電機，然后為負載提供動力。然而，有時能量流會是相反的，即從負載通過電機，回到驅動器。如果負載正在釋放能量，例如當起重機或電梯降低負載時，或者當輸送機下坡運輸材料時，就會發生這種情況。如果高慣性負載減速，也會發生再生;在這種情況下，存儲在旋轉質量中的能量通過電機流回驅動器。風扇通常在快速減速時恢復。

當然，如果系統中存在明顯的摩擦，或者如果存在其他制動效應（例如通過風扇的氣流），那么返回到驅動器的能量可能會大大減少。但是，如果再生很重要，能量將返回驅動器。如果發生這種情況，驅動器的持續運行將保持電機上的電壓，因此將存在磁通量，但電流的相位會發生變化，因此能量（即電流）將從電機流入驅動器。IGBT 和換向二極管正常工作——二極管不充當整流器或任何東西。

因此，電流流入 DC 母線并流向 DC 母線電容器。在這里，它為電容器充電，因此電壓上升。電流無法返回電源（整流器會阻止這種情況），因此如果再生繼續，電容器上的電壓將繼續上升。為防止損壞，驅動器將檢測到此情況并關閉輸出 IGBT 的開關。現在沒有輸出電壓，因此沒有磁化電流，因此電機中的磁通量崩潰，使轉子和負載自由旋轉，沒有更多的能量返回驅動器。驅動器因過電壓而跳閘;這是過度再生的癥狀。

我們可以通過多種方式防止過電壓跳閘。當系統在減速過程中再生時，最簡單的解決方案是減少減速;也就是說，增加 Ramp Down 時間。現在，再生能量在較長的時間內會減少，這可能會被系統中的損耗或驅動器本身吸收。但是，對于高慣性負載，您最終可能會得到非常長的減速時間。另一種方法是簡單地關閉變頻驅動器的輸出，讓電機和負載滑行停止。您可以通過將停止模式參數 P-05（P2 和 Eco 上的 P1-05）從 0 更改為 1 來實現此目的。現在沒有坡道下降，驅動器關閉，電機滑行。

這種解決方案的缺點是停止時無法控制負載和電機，因此您不知道它是否以及何時會全部停止。這在加工工業中不方便，但對于冷卻風扇來說可能沒問題。

如果載荷作為其正常操作的一部分進行再生，而不是在停止時再生，則這兩個選項都沒有幫助。如果您不斷加速和減速，或者您的起重機或升降機一直在升降，則需要一個受控的解決方案。某些應用，例如前面提到的下坡輸送機或開卷機，會一直再生。因此，流向驅動器直流母線的能量必須耗散。

解決方案是在直流兩端連接一個電阻器以消耗掉能量，電阻器由大多數工業驅動器中內置的 IGBT 打開和關閉，該 IGBT 由驅動軟件控制，該軟件監控直流電壓并相應地打開和關閉 IGBT。這會“斬波”電壓，因此有時稱為制動斬波器。也許更好的描述是動態或電阻制動。電阻器通常不包含在驅動器包中，必須單獨選擇和購買。這種安排如圖 1 所示。

使用正確的制動電阻器，驅動器現在將允許典型的滿載電流返回到驅動器，并將功率耗散在電阻器中。這允許有控制地降低負載和展開，以及在需要時快速減速高慣性負載。

如前所述，“斬波器”IGBT 通常內置在驅動器中，但電阻器必須由客戶選擇。選擇需要一點小心。首先，選擇的任何電阻器都必須能夠在高直流電壓下工作，并且必須相應地進行保護（即熔斷）。其次，電阻器必須具有最小歐姆值以限制 IGBT 中的電流。然后必須選擇它以在機器的占空比內吸收預期的功率。最后，應考慮電阻器的保護。由于制動電阻器會散發熱量，因此通常安裝在柜外，應避免受到傷害，并防止液體、污垢和手指接觸。

該解決方案非常適合低功率和中功率，以及偶爾發生的制動控制。但是，如果您操作的集裝箱起重機連續提升和降低大型集裝箱，那么在電阻器中燃燒所有能量是浪費。這里的解決方案是完全再生的驅動器，它將能量反饋到電源中。直流驅動器在這方面相當擅長，但交流驅動器需要取代輸入整流器，才能使逆變器功能齊全，如圖 2 所示。

我們已經確定，電力可以通過逆變器雙向流動，因此現在再生電力沿著直流鏈路流回，通過前面的逆變器，然后流回市電。像這樣的逆變器整流器還有一個優點，即它可以在正常運行下控制輸入諧波，這在如此高功率下可能非常重要。第二個逆變器、其控制電子設備和系統所需的相關電感器的額外成本在再生功率超過 200kW 左右的驅動器中是合理的。它們也廣泛用于機車變頻驅動器，因此減慢火車泵送動力回饋到電源中的速度，而不是磨損制動器。

在具有多個驅動器的系統中回收制動能量的另一個技巧是將驅動器的直流鏈路連接在一起，這樣當一個驅動器再生時，它只需為另一個正在行駛的驅動器供電。這需要一點小心;有一個應用說明可以提供幫助。

審核編輯 黃宇