CN207320805U - 一种变频器制动单元的过流保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种变频器制动单元的过流保护装置，其电路结构设计简单合理，能有效避免制动电阻被击穿，解决时间响应被延迟、高压取样的问题，同时可使生产成本大大降低，其包括三极管T1、二极管D1、制动电阻R1，在制动电阻R1与三极管T1的集电极之间串联一个侦测电阻R2，在侦测电阻R2的两端并联一个隔离电路Q，具体连接关系包括：三极管T1的集电极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接制动电阻R1的一端，制动电阻R1的另一端连接侦测电阻R2一端、隔离电路的1输入端口，侦测电阻R2的另一端连接三极管T1的集电极、二极管D1的阳极、隔离电路Q的2输入端口，隔离电路Q的输出端连接CPU控制装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及过流保护装置技术领域，具体为一种变频器制动单元的过流保护装置。
背景技术
一般通用的变频器，尤其是小功率变频器，其内部的IGBT1功率模块都有其内置制动单元，因此对于变频器设计者而言，只需要在设备上提供端子，让用户外加制动电阻，就可实现制动的功能。但是在实际应用中，用户外接的制动电阻，常常发生接错阻值或接错线路的情况，如果电阻阻值过小甚至质量参差不齐，使用一段时间后极易产生制动电阻短路，内置制动单元产生过流，导致电阻被击穿而损坏的状况出现，从而产生不必要的经济损失。
现有技术中常采用的过流保护方式包括以下两种：一种是在制动输出端串联一个电流传感器，统称霍尔或CT，如图3所示，这种方法，有时间延迟的缺陷。因为霍尔属于感性元件，电流通过线圈感应后形成电压，感应过程时间延迟大约是5~10us，如果制动电阻接错线，或者搭到外壳形成短路回路，瞬间电流di/dT1的时间会发生在5us以内，从而导致保护机制失效。另一种方法是在制动输出(C)和地(E)上并联一个Vce检测线路，如图4所示，检测制动单元过流时，Vce检测线路输出的电流超过饱和压降正常允许值，一般是额定电流的1~2倍，但是这种方法电路结构复杂，需要更多的外部接线及电子元件才能实现，成本高，并且该方法中所连接的电子元件需耐高压，一般为600~800V，若所选用的电子元件不合理，极易出现电阻被击而损坏的状况。
实用新型内容
针对现有技术中存在的制动单元易产生过流导致制动电阻被击穿而损坏、时间响应被延迟、高压取样、电路结构复杂、成本高等问题，本实用新型提供了一种变频器制动单元的过流保护装置，其电路结构设计简单合理，能有效避免制动电阻被击穿，解决时间响应被延迟、高压取样的问题，同时可使生产成本大大降低。
一种变频器制动单元的过流保护装置，其包括三极管T1、二极管D1、制动电阻R1，其特征在于，在所述制动电阻R1与所述三极管T1的集电极之间串联一个侦测电阻R2，在所述侦测电阻R2的两端并联一个隔离电路Q；具体连接关系包括：所述三极管T1的集电极连接二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接制动电阻R1的一端，所述制动电阻R1的另一端连接侦测电阻R2一端、隔离电路的1输入端口，所述侦测电阻R2的另一端连接所述三极管T1的集电极、二极管D1的阳极、隔离电路Q的2输入端口，所述隔离电路Q的输出端连接CPU控制装置。
其进一步特征在于，所述侦测电阻的电阻值通用范围为1mΩ~200mΩ；
所述隔离电路Q为高速光耦隔离电路，其具体连接关系包括： PWM信号分别从所述1输入端口、2输入端口输入，所述1输入端口连接电阻R3一端、电压源Ucc，所述2输入端口连接所述电阻R3的另一端、光电耦合器T2集电极，所述光电耦合器T2的发射极接地，所述光电耦合器T2内的二极管的阳极连接电阻R4一端，所述光电耦合器T2内的二极管的阴极连接电容C一端、稳压二极管D2的阴极，所述稳压二极管D2的阳极连接电阻R7一端后接地，所述电容C的另一端连接电阻R5一端，所述电阻R5另一端分别连接电阻R6一端、电阻R7另一端，所述电阻R6另一端连接电阻R4的另一端及电压输出端口U0。
将本实用新型用于变频器制动单元的过流保护线路中，在制动电流回路经过侦测电阻R2时，可以检测电流是否在安全值范围内，若超过安全范围，侦测电阻R2反应一电压值，反馈到隔离电路Q，隔离电路Q输出信号通知CPU控制装置，停止制动单元继续动作，达到保护的功能，从而有效避免了过电流对线路的影响，防止制动电阻R1被击穿，整个过程发生的时间为2-3uS，无需连接霍尔传感器和耐高压的电子元件，从而解决了时间响应被延迟及高压取样的问题，并且大大降低了生产成本。
附图说明
图1为本实用新型的电路示意图；
图2为本实用新型的隔离电路Q的电路原理图；
图3为一般通用变频器串联霍尔传感器或CT的电路示意图；
图4为一般通用变频器并联一个Vce检测线路的电路示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种变频器制动单元的过流保护装置，其包括三极管T1、二极管D1、制动电阻R1，其特征在于，在制动电阻R1与三极管T1的集电极之间串联一个侦测电阻R2，侦测电阻的电阻值通用范围为1mΩ~200mΩ，在侦测电阻R2的两端并联一个隔离电路Q，具体连接关系包括：三极管T1的集电极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接制动电阻R1的一端，制动电阻R1的另一端连接侦测电阻R2一端、隔离电路Q的1输入端口，隔离电路为高速光耦隔离电路，其具体连接关系包括： PWM信号分别从1输入端口、2输入端口输入，1输入端口连接电阻R3一端、电压源Ucc，2输入端口连接电阻R3的另一端、光电耦合器T2集电极，光电耦合器T2的发射极接地，光电耦合器T2内的二极管的阳极连接电阻R4一端，光电耦合器T2内的二极管的阴极连接电容C一端、稳压二极管D2的阴极，稳压二极管D2的阳极连接电阻R7一端后接地，电容C的另一端连接电阻R5一端，电阻R5另一端分别连接电阻R6一端、电阻R7另一端，电阻R6另一端连接电阻R4的另一端及电压输出端口U0；侦测电阻R2的另一端连接三极管T1的集电极、二极管D的阳极、隔离电路Q的2输入端口，隔离电路Q的电压输出端口U0连接CPU控制装置。
其具体工作原理如下所述，以22kW的变频器为例，IGBT内置的制动单元额定电流值为50A，正常设计在额定电流的1倍，时间允许1ms为过流动作点，侦测电阻R2的阻值考虑到发热量(功率)和灵敏度(dB)，选择50mΩ设计。当发生过流点时，侦测电阻R2两端的电压是2.5VDC，经过隔离电路Q到CPU控制装置，产生中断停止制动的驱动，整个过程发生的时间在2-3uS内完成。
Claims (3)
1.一种变频器制动单元的过流保护装置，其包括三极管T1、二极管D1、制动电阻R1，其特征在于，在所述制动电阻R1与所述三极管T1的集电极之间串联一个侦测电阻R2，在所述侦测电阻R2的两端并联一个隔离电路Q；具体连接关系包括：所述三极管T1的集电极连接二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接制动电阻R1的一端，所述制动电阻R1的另一端连接侦测电阻R2一端、隔离电路的1输入端口，所述侦测电阻R2的另一端连接所述三极管T1的集电极、二极管D1的阳极、隔离电路Q的2输入端口，所述隔离电路Q的输出端连接CPU控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种变频器制动单元的过流保护装置，其特征在于，所述侦测电阻的电阻值通用范围为1mΩ~200mΩ。
3.根据权利要求1所述的一种变频器制动单元的过流保护装置，其特征在于，所述隔离电路Q为高速光耦隔离电路，其具体连接关系包括： PWM信号分别从所述1输入端口、2输入端口输入，所述1输入端口连接电阻R3一端、电压源Ucc，所述2输入端口连接所述电阻R3的另一端、光电耦合器T2集电极，所述光电耦合器T2的发射极接地，所述光电耦合器T2内的二极管的阳极连接电阻R4一端，所述光电耦合器T2内的二极管的阴极连接电容C一端、稳压二极管D2的阴极，所述稳压二极管D2的阳极连接电阻R7一端后接地，所述电容C的另一端连接电阻R5一端，所述电阻R5另一端分别连接电阻R6一端、电阻R7另一端，所述电阻R6另一端连接电阻R4的另一端及电压输出端口U0。
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| CN201721354558.5U CN207320805U (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种变频器制动单元的过流保护装置 |
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| CN201721354558.5U CN207320805U (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种变频器制动单元的过流保护装置 |
Publications (1)
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|---|---|
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Family
ID=62381767
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN207320805U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112234584A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-15 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种改进的电压型变频器制动电路保护方法 |
| CN114665761A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-06-24 | 深圳众城卓越科技有限公司 | 风电偏航制动电阻过热保护控制方法、电路、装置及设备 |
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2017
- 2017-10-20 CN CN201721354558.5U patent/CN207320805U/zh active Active
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