專利名稱：能耗制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及交流傳動系統(tǒng)制動裝置領(lǐng)域，具體涉及能耗制動器。
背景技術(shù)：
在交流傳動系統(tǒng)中當(dāng)負(fù)載為大慣性環(huán)節(jié)且起停相對頻繁，為防止在需 要停機(jī)時由于慣性的存在使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其產(chǎn)生的電能經(jīng)由續(xù)流二 極管回饋到變頻器直流母排上造成過電壓進(jìn)而損壞變頻器的故障，必須加 裝能耗制動裝置。
目前，市場上大量使用的是以絕緣柵雙極晶體管(英文簡稱IGBT)為 開關(guān)元器件的新型能耗制動器，該類能耗制動器具有響應(yīng)速度快、驅(qū)動功 耗低及工作頻率高等優(yōu)點，但是這類能耗制動器與驅(qū)動電路、變頻器的連 接線長度必須控制在一定距離內(nèi)，使得該能耗制動器暴露在工作現(xiàn)場。對 于環(huán)境惡劣的，例如有的工作現(xiàn)場存在酸堿泄漏，隨著時間的積累，制動 單元的IGBT控制驅(qū)動器PCB板被大面積腐蝕，驅(qū)動部份的損壞直接導(dǎo)致 IGBT功能異常甚至燒毀，相當(dāng)于能耗制動電阻回路始終開路，在停車制 動時，電量無法消耗在能耗電阻上，使得變頻器內(nèi)直流母排電壓瞬間上升， 導(dǎo)致變頻器內(nèi)電容器燒毀，變頻器損壞，因此該類能耗制動器抗干擾，抗 惡劣環(huán)境的能力差。另外，市場上還有少量老式的以接觸器為開關(guān)元器件 的能耗制動器，例如宜昌自動化所生產(chǎn)的YAB-2型能耗制動器，由于其開 關(guān)元器件為機(jī)械式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它存在響應(yīng)速度慢、頻繁工作能力差、穩(wěn)定 性差等缺點。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能耗制動器，它具有響應(yīng) 速度快、驅(qū)動功耗低及工作頻率高等優(yōu)點，同時克服現(xiàn)有能耗制動器，抗干擾、抗惡劣環(huán)境能力差的缺點。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的能耗制動器的技術(shù)方案為 一種能耗制動器，包括以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器， 其特征在于它還包括接觸器式能耗制動器，所述接觸器式能耗制動器的 接觸器開關(guān)觸點與所述絕緣柵雙極晶體管的發(fā)射極、集電極相連，所述接 觸器式能耗制動器與以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器并 聯(lián)接在變頻器直流母線端子上，所述接觸器式能耗制動器的控制驅(qū)動單元 另外還連接一個電源。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣柵雙極晶體管的集電極與變頻器直流母線 端子之間連接帶電流檢測開關(guān)的電流互感器，當(dāng)電流互感器有電流通過 時，該電流檢測開關(guān)閉合，所述電流檢測開關(guān)連接第一計數(shù)器，所述第一 計數(shù)器用于記錄所述電流檢測開關(guān)的閉合次數(shù)；所述接觸器帶有輔助觸點 開關(guān)，當(dāng)接觸器閉合時，該輔助觸點開關(guān)閉合，該輔助觸點開關(guān)連接第二 計數(shù)器，所述第二計數(shù)器記錄所述輔助觸點開關(guān)的閉合次數(shù)。
更進(jìn)一步的，本能耗制動器還包括報警裝置，該報警裝置比較所述第 一計數(shù)器和第二計數(shù)器的計數(shù)值，當(dāng)兩個計數(shù)值不相等時，發(fā)出報警信號。
采用上述技術(shù)方案的能耗制動器，以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件 的能耗制動器和一個以接觸器為開關(guān)元器件的能耗制動器并聯(lián)運行，在正 常工作的情況下，絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的IGBT的開關(guān)，與以 接觸器為開關(guān)元器件的接觸器先后吸合，即使有其中一個損壞，仍然能夠 確保制動單元的制動，這樣給系統(tǒng)的制動加上雙保險，提高整個系統(tǒng)的抗 干擾能力。而且，通過比較計數(shù)器上IGBT開關(guān)與接觸器開關(guān)的閉合次數(shù)， 可以判斷兩個能耗制動器是否正常，為檢修提供了判斷依據(jù)。
因此，該實用新型適用范圍廣泛，尤其具備很強(qiáng)的抵抗現(xiàn)場惡劣環(huán)境 能力，穩(wěn)定運行時間長，能實現(xiàn)自我診斷故障，達(dá)到免維護(hù)的效果。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一歩具體說明。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施方式

本具體實施方式
以某廠礦企業(yè)所使用的泰勒預(yù)搭接焊機(jī)行進(jìn)架系統(tǒng) 的能耗制動器為例進(jìn)行進(jìn)一歩說明。泰勒預(yù)搭接焊機(jī)的行進(jìn)架系統(tǒng)屬于大
慣性環(huán)節(jié)，啟停相對頻繁，在該焊機(jī)行進(jìn)架系統(tǒng)所屬的功率為7.5KW，型 號為ABB ACS800的行進(jìn)電機(jī)變頻器加裝了制動單元，該制動單元采用ABB ACS-BRK-C型能耗制動器，這是一種典型的以IGBT為開關(guān)元器件的新型 能耗制動器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1中虛線框1所示，包括能耗電阻R、 IGBT 開關(guān)及其對應(yīng)的驅(qū)動控制器，上述器件安裝在一個箱體內(nèi)，考慮到制動電 阻散熱問題，整個箱體有柵欄式開口，該箱體置于現(xiàn)場傳動柜柜旁。
在ACS-BRK-C能耗制動器上并聯(lián)一個包括YAB型控制驅(qū)動單元的接觸 器式能耗制動器，接觸器式能耗制動器的結(jié)構(gòu)如圖1中虛線框2所示。 ACS-BRK-C制動單元的Uc+及Uc-端子與變頻器直流母線端子相連接，其 IGBT功率管的發(fā)射極、集電極及柵極G都有端子引出，將接觸器KM的觸 點與發(fā)射極E、集電極C相連，并聯(lián)在IGBT兩端，接觸器型能耗制動器 另外有單獨的220V工作電源連接接觸器型能耗制動器的控制驅(qū)動單元。
從理論上推算，普通接觸器有三對交流觸點KM，每對交流觸點KM的 額定電壓是500V，而交流接觸器觸點用于直流電路其耐受電壓則大于 500V，將接觸器式能耗制動器的三對觸點串聯(lián)接在IGBT的發(fā)射極E、集 電極C。三對觸點串聯(lián)以后，耐壓可達(dá)1500V,具有較大富裕量。而且由 于直流電路在接通和斷開過程中的電弧比交流電路嚴(yán)重得多，將接觸器的 三對觸點串聯(lián)以后，還可以起到分割電弧的作用，有利于滅弧?？紤]到接 觸器有可能比較頻繁地接通和斷開，故主觸頭的額定電流應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x大一 些， 一般說來，可按制動電流的1.5 2倍進(jìn)行選擇，計算如下直流母 排平均電壓650V，制動電阻阻值32歐姆，于是，I二650/32二20A，取其兩 倍的值為40A，即接觸器觸頭電流40A即可。
在理想狀態(tài)下，控制接觸器的信號與控制IGBT的信號為同時到達(dá)，IGBT的開關(guān)速度與損耗、驅(qū)動回路密切相關(guān)，大致區(qū)間在30—130ns之 間；而接觸器的響應(yīng)時間通過示波器觀察，大多在20ms以內(nèi)。顯然IGBT 的開關(guān)響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過接觸器的響應(yīng)速度，但是實踐證明20ms的響應(yīng) 時間已經(jīng)足夠?qū)ψ冾l器進(jìn)行保護(hù)，g卩，在兩個并聯(lián)的能耗制動器中任意一 個正常工作時，均可以起到對變頻器的制動保護(hù)作用。因此提高了變頻器 的制動保護(hù)安全性能。
進(jìn)而，為便于設(shè)備的檢修維護(hù)，本實用新型還設(shè)有故障報警提示裝置。 如圖1所示，接觸器KM的帶有輔助觸點開關(guān)KM1，輔助觸點開關(guān)KM1為 常開點，當(dāng)接觸器KM閉合時，輔助觸點開關(guān)KM1閉合。電流互感器L帶 有電流檢測開關(guān)KL，電流檢測開關(guān)KL為常開，電流互感器L安裝在IGBT 的集電極C的支路上，當(dāng)電流互感器L檢測到所在回路有電流通過時，電 流檢測開關(guān)KL閉合。將輔助觸點開關(guān)KM1、電流檢測開關(guān)KL這兩個無源 接點引入到該焊機(jī)行進(jìn)架系統(tǒng)的PLC富余的DI模塊中，g卩，將KM1、 KL 這兩個開關(guān)量的地址分別引入PLC的計數(shù)器模塊，計數(shù)器模塊包括第一計 數(shù)器和第二計數(shù)器，分別記錄并輸出認(rèn)l、 KL這兩個開關(guān)量的閉合次數(shù)。 正常情況下IGBT、接觸器都要先后吸合，并且它們吸合的總次數(shù)是相等 的，而如果其中一路出現(xiàn)故障，則其吸合總次數(shù)將比另外一路要少。因此， 如果第一計數(shù)器和第二計數(shù)器的計數(shù)值相等，說明兩種能耗制動器均工作 正常；當(dāng)兩個記數(shù)值不相等時，說明計數(shù)值小的那一路計數(shù)器對應(yīng)的能耗 制動器出現(xiàn)故障，需要檢修。由此，在該系統(tǒng)的PLC中還包括自動報警器， 該自動報警器自動比較KL、KM1分別連接的第一計數(shù)器和第二計數(shù)器的計 數(shù)值，當(dāng)兩個計數(shù)值不相等時發(fā)出報警信號。
采用上述技術(shù)方案后，由于存在兩種能耗制動器的雙保護(hù)，確保了連 續(xù)機(jī)組能夠安全生產(chǎn)運行，另一方面，具備了只能自診斷功能，可以及時 將故障信息通知維護(hù)使用者，以備在停機(jī)或者檢修時能快速維護(hù)。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而 非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替 換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新 型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種能耗制動器，包括以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器，其特征在于它還包括接觸器式能耗制動器，所述接觸器式能耗制動器的接觸器開關(guān)觸點與所述絕緣柵雙極晶體管的發(fā)射極、集電極相連，所述接觸器式能耗制動器與以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器并聯(lián)接在變頻器直流母線端子上，所述接觸器式能耗制動器的控制驅(qū)動單元另外還連接一個電源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的能耗制動器，其特征在于所述絕緣柵雙極晶 體管的集電極與變頻器直流母線端子之間連接帶電流檢測開關(guān)的電流互感 器，當(dāng)電流互感器有電流通過時，該電流檢測開關(guān)閉合，所述電流檢測開 關(guān)連接第 一 計數(shù)器，所述第 一 計數(shù)器用于記錄所述電流檢測開關(guān)的閉合次 數(shù)；所述接觸器帶有輔助觸點開關(guān)，當(dāng)接觸器閉合時，該輔助觸點開關(guān)閉 合，該輔助觸點開關(guān)連接第二計數(shù)器，所述第二計數(shù)器記錄所述輔助觸點 開關(guān)的閉合次數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的能耗制動器，其特征在于還包括報警裝置， 該報警裝置比較所述第一計數(shù)器和第二計數(shù)器的計數(shù)值，當(dāng)兩個計數(shù)值不 相等時，發(fā)出報警信號。
專利摘要本實用新型涉及交流傳動系統(tǒng)制動裝置領(lǐng)域的能耗制動器，它提供了一種能耗制動器，包括以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器和接觸器式能耗制動器，接觸器式能耗制動器的接觸器開關(guān)觸點與所述絕緣柵雙極晶體管的發(fā)射極、集電極相連，接觸器式能耗制動器與以絕緣柵雙極晶體管為開關(guān)元器件的能耗制動器并聯(lián)接在變頻器直流母線端子上，接觸器式能耗制動器的控制驅(qū)動單元另外還需外接電源。進(jìn)一步的，絕緣柵雙極晶體管、接觸器分別帶有電流檢測開關(guān)、輔助觸點開關(guān)，電流檢測開關(guān)、輔助觸點開關(guān)分別連接第一計數(shù)器、第二計數(shù)器，故障報警裝置比較第一計數(shù)器、第二計數(shù)器的計數(shù)值，當(dāng)兩計數(shù)值不等時，進(jìn)行故障報警。本裝置具備很強(qiáng)的抵抗現(xiàn)場惡劣環(huán)境能力，適用范圍廣，穩(wěn)定運行時間長，能實現(xiàn)自我診斷故障，達(dá)到免維護(hù)的效果。
文檔編號H02P3/18GK201222712SQ200820068169
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者帆 楊, 毛忠玉 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司