大多數(shù)情況下，和在大多數(shù)應(yīng)用中，變頻器通過向電機提供能量來控制電機，然后帶動負載。然而，有時能量會反向流動，即從負載，通過電機，回到變頻器。如果負載正在釋放能量，例如當(dāng)起重機或電梯下放負載時，或者當(dāng)輸送機向下輸送物料時，就會發(fā)生這種情況。還包括高慣性負載減速的情形都會發(fā)生，我們稱之為發(fā)電狀態(tài)；在這種情況下，存儲在旋轉(zhuǎn)物體中的能量會通過電機流回變頻器。至于風(fēng)扇通常在快速減速時發(fā)電。

當(dāng)然，如果系統(tǒng)中存在明顯的摩擦，或者存在其他制動效果（例如通過風(fēng)扇的氣流），則返回到變頻器的能量可能會大大減少。然而，如果發(fā)電很多，能量將回到變頻器。如果發(fā)生這種情況，變頻器的持續(xù)運行將保持電機上的電壓，因此會出現(xiàn)磁通量，但電流的相位會發(fā)生變化，因此能量（即電流）將從電機流入變頻器。IGBT和整流二極管仍然正常工作，但是此時二極管不再起整流的作用了。

結(jié)果，電流流入直流母線和母線電容器。在這里它給電容器充電，所以電壓升高。但是電流不能返回到電源（整流器阻止），因此如果發(fā)電繼續(xù)，電容器上的電壓將繼續(xù)升高。為了防止損壞，變頻器將檢測到這一點，并關(guān)閉輸出IGBT的開關(guān)?，F(xiàn)在沒有輸出電壓，因此沒有磁化電流，所以電機磁通崩潰，留下轉(zhuǎn)子和負載自由旋轉(zhuǎn)，沒有更多的能量返回變頻器。變頻器因過電壓而跳閘；這是發(fā)電過多的癥狀。

我們可以用幾種方法防止過電壓跳閘。當(dāng)系統(tǒng)在減速過程中發(fā)電時，最簡單的解決方法是降低減速程度；即增加斜坡下降時間。現(xiàn)在再生的能量會在一個更長的時間內(nèi)慢慢產(chǎn)生，然后在系統(tǒng)中損耗掉或被變頻器本身吸收。然而，在高慣性負載下，你可能會需要很長的減速時間。另一種方法是簡單地關(guān)閉變頻器的輸出，讓電機和負載滑行停止。您可以通過將停止模式參數(shù)P-05（P2和Eco上的P1-05）從0更改為1來完成此操作?，F(xiàn)在不再是斜坡減速，變頻器直接輸出關(guān)閉，電機滑行。

這種解決方案的缺點是在停止過程中沒有對負載和電機的控制，因此不知道它是否以及何時會全部停止。這在流程工業(yè)中并不方便，但對于冷卻風(fēng)扇來說可能還可以。

如果負載發(fā)電是正常操作，不僅僅是在停止時產(chǎn)生，則這兩個選項都沒有幫助。如果您在不斷地加速和減速，或者如果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。一些應(yīng)用，如前面提到的下坡輸送機，或放卷機，一直在發(fā)電。因此流向變頻器直流母線的能量必須耗散。

解決方案是在直流端連接一個制動電阻以消耗能量，電阻由IGBT開關(guān)，IGBT內(nèi)置在大多數(shù)工業(yè)變頻器中，由驅(qū)動軟件控制，驅(qū)動軟件監(jiān)控直流電壓并相應(yīng)地開關(guān)IGBT。這種電壓是“斬波”形式，所以有時被稱為制動斬波器。也許更好的描述是，動態(tài)或電阻制動器。制動電阻通常不包括在變頻器中，必須單獨選擇和購買。這種設(shè)計如圖1所示。

圖1 變頻器制動斬波器的操作

有了正確的制動電阻，變頻器現(xiàn)在將允許滿載電流返回變頻器，并在制動電阻中耗散功率。這使得變頻器可以完美地控制負載下降和退繞，以及在需要時快速降低高慣性負載的速度。

如前所述，“斬波”IGBT通常內(nèi)置在變頻器中，但制動電阻必須由客戶選擇。選型需要多加考慮。首先，選擇的任何制動電阻必須能夠在高直流電壓下工作，并且必須受到相應(yīng)的保護（即熔斷）。其次，制動電阻必須具有最小歐姆值，以限制IGBT中的電流。然后必須選擇合適的預(yù)期功率。最后，應(yīng)考慮制動電阻的保護。由于它們散發(fā)熱量，制動電阻通常安裝在隔間外，且應(yīng)遠離危險地帶，防止液體、灰塵和手指接觸。

此解決方案非常適用于低功率和中等功率，且偶爾發(fā)生的制動控制。然而，如果你正在操作一臺集裝箱起重機，它不斷地升降大型集裝箱，在制動電阻中燃燒所有的能量是相當(dāng)浪費的。這里的解決方案是一個能量完全再生的變頻器，它將能量反饋到電源中。直流變頻器在這方面做得很好，但交流變頻器需要更換輸入整流器，這將是一個功能齊全的逆變器，如圖2所示。

圖2 完全再生式變頻器

我們已經(jīng)知道能量可以通過逆變器雙向流動，所以現(xiàn)在再生的能量沿著直流母線流回，通過前面的逆變器，然后流回電網(wǎng)。這樣的逆變整流器還有一個優(yōu)點，就是它可以在正常運行時控制輸入諧波，這在高功率下非常重要。增加的第二套逆變器、及其控制電子設(shè)備和系統(tǒng)所需的相關(guān)電感器的額外成本，在發(fā)電功率超過200kW的變頻器中就變得非常值當(dāng)。它們也被廣泛用于機車變頻器，比如火車降速時靠此方法回饋電能，而不是磨損剎車。

在一個有多個變頻器的系統(tǒng)中，回收制動能量的另一個技巧是將變頻器的直流母線連接在一起，這樣當(dāng)一個變頻器發(fā)電時，它可以向另一個正在運行的變頻器供電。這種設(shè)計需要謹慎一些；我們有一個應(yīng)用說明可以幫助您。

英泰E3變頻器都包括制動IGBT，除了最小的型號。P2變頻器也具有內(nèi)置的制動IGBT（尺寸6及以上可選安裝）。P2的電梯應(yīng)用型必定包括一個制動IGBT。