MM440 的动态制动

一 引言

在电网-变频器-电机-负载构成的驱动系统中，能量的传递是双向的。电动机工作模

式时，电能从电网经由变频器传递到电机，转换为机械能带动负载，负载因此具有

动能或势能；当负载释放这些能量以求改变运动状态时，电机被负载所带动，进入

发电机工作模式，向前级反馈已转换为电形式的能量，这些能量被称为再生制动能

量，可以通过变频器返回电网，或者消耗在变频器系统的制动电阻中。

较大制动能量的产生经常出现在下面几种场合里：

? 起重设备的重物下放过程

? 大惯量负载设备的快速减速过程

? 游梁式抽油机的驴头下放过程等等。

西门子变频器 MM440 由三部分构成，整流部分，直流回路部分，逆变部分。当 MM440

作为驱动转换源而处在上述的制动过程时，制动能量将通过其逆变部分返回到直流回

路，由于整流部分由不可控的二极管组成，制动能量无法回到电网，造成直流回路电压

泵升，进而导致 MM440 因直流回路电压过高（F0002）而停机。为避免上述情形的发

生，MM440 提供了动态制动功能，即在直流回路上安装一个制动单元，再配以适当的

制动电阻，将制动能量在该电阻上以热能的形式消散。A-F 尺寸的 MM440 已将制动单

元集成在变频器内部，只需选配制动电阻，安装在 MM440 端子 B+ B- 上，然后调整相

应的参数即可，而功率相对较大的 FX、GX 尺寸 MM440 内部没有集成制动单元，需要

从 SIMOVERT MASTERDRIVES 的产品目录里选配相应的制动单元以及制动电阻。

本章将介绍制动能量的简单计算以及 MM440 制动单元的基本工作原理，帮助您实现西

门子 MM440 变频器制动电阻的正确选型。

MM440 的动态制动 9-2

二 制动能量的简单计算

? 制动能量的产生

根据电机理论, 定子中通入同步频率?1 的交流电流, 在气隙中产生顺时针旋转磁场作

用在转子上，相当于转子绕组逆时针运动切割旋转磁场，转子回路因而感应出电流

产生旋转力矩 M，方向如图 2-1 中 a 所示。经过负载的平衡，转子以 (1-s) ?1的速度

稳定旋转，转子绕组仍然逆时针以 s?1 的速度切割旋转磁场。电机工作在电动机模式

下, P = M·?>0, 即运行在**象限。

在需要变频器快速制动负载的情况下，变频器通入电机定子中的电流频率突降为?1

′

（?1

′ <?1), 由于驱动负载存在惯性，转子的转速不能突降，而是仍然维持在原转速

上，导致转子绕组切割旋转磁场的方向改变，转子电流方向以及电磁力矩方向也因

此发生改变，如图 2-1 中 b 所示，电机工作在发电机模式下, 开始运行在*二象限，

P=(-M)·?<0, 再生制动能量产生。 如果电机被负载拖动，转子转速**过变频器输入的

同步转速，同样会有上述的现象发生。