由于交流机车必须使用变频装置，因此，一种几乎是与变频装置同时诞生，而且必须与之同时使用的能耗制动系统，一直成为交流防爆型蓄电池机车在防爆环境中使用的不安全因素。这种传统的能耗制动系统，其制动原理，通俗地说，是将机车快速奔跑的运行动能转变成为电能，将其消耗在电阻堆上，最终变成热能。因此，在能耗制动过程中，制动电阻会伴随产生高度温升。特别是在散热条件不太好的防爆结构中，这种温升可能会达到四五百度，甚至更高。
由于上述缘故，目前，在交流防爆型蓄电池机车的电制动系统中，已逐步将传统的能耗制动系统取消，而将能耗制动系统中的核心部件即制动单元，放到了制动系统的反馈制动单元。这样的电制动系统，显然是将机车快速奔跑的运行动能转变成为电能，通过控制，有效地向蓄电池充电，既产生制动，又给予储能。更重要的是，该发电反馈制动，不引起系统中任何部件的温升超过其本身的正常工作温升。如温升最高的电机部件反馈制动中的最高增值温升不超过30.另一方面，在这样的反馈制动系统中，考虑到变频装置在进入保护状态时，交流电机因失去励5电气防爆2007，1交流蓄电池机车的给定励磁电制动方式在防爆施工环境中使用的适应性磁而使反馈制动终止，因此引入了给定励磁的新型电路结构，使发电反馈制动得到延续。同时，也并不超越在此之前的温升状况，确保了快速奔跑的机车能在各种恶劣环境中安全运行。在发电机状态下，电机转子速度大于定子旋转磁场的速度，因此电机转子的闭合环路导体相对切割定子磁场而产生感生电流，于是转子载流导体在定子磁场中产生和自身旋转方向相反的力偶，其作用是阻止电机转子的旋转运行。电制动过程及制动方法的比较从交流电机的电制动过程来看，交流电机电制动的必要条件是电机的定子绕组中必须存在着励磁。通常，交流蓄电池矿用机车的核心部件变频器的设置及选型初衷，是为机车的启动和牵引而考虑的。然而事实上，这一核心部件，在交流电机的电制动过程中，始终扮演着为交流电机定子建立励磁的重要角色。例如在机车的减速过程中，首先由控制命令通过核心执行部件变频器，将电机定子中磁场的旋转速度按预先设定的减速时间降低或减慢，这时出现电机转子的运行速度大于电机定子旋转磁场速度的现象，于是电机的转差率Sn<0，交流电机进入发电制动状态。
在发电制动状态中，首先是转子闭合环路导体中产生感生电流，使转子产生反向力偶；然后，交流蓄电池机车的给定励磁电制动方式在防爆施工环境中使用的适应性由转子导体的感生电流所形成的转子旋转磁场被定子线圈切割，而迫使定子线圈产生感生电动势。因此，在交流电机的某些减速过程中，如Sn<0且Sn的绝对值较大，即电机转子的运行速度与电机定子旋转磁场速度的差值较大时，会使电机定子线圈产生较高的感生电动势。在实际施工中，产生较高感生电动势的现象随时可能发生。因为机车奔跑得越快，机车的运行动能越大，那么在机车减速过程中所产生的感生电动势就越高。较高的感生电动势对变频器和各控制电路十分不利。感生电动势有时会超过一些器件的工作耐压值而直接损坏器件，这些状况在施工中经常会带来一些电气不安全因素。有的器件甚至在较高的感生电动势来临时立刻被击毁，并产生爆炸和火花，如电解电容和某些大功率模块等等。因此，交流蓄电池矿用电机车在施工中必须具备安全而有效的方法，来消除或抑制这种过高的感生电动势。在传统的方法中，工程中使用最多的，是利用一个或多个制动单元来串接制动电阻的电路，将这种电路接入到变频器的输入端，以此来使机车产生能耗制动，消除过高的感生电动势，保证电气系统的电气安全性。在这种方法中，较高的感生电动势会自动开启制动单元而将感生电动势加到制动电阻上去形成感生电流。感生电流的形成将在电机定子线圈中产生压降，故导致感应输出电压降低，过电压得到了抑制。这种接入制动单元和制动电阻的方法就是通常所说的能耗制动法。由于能耗制动是将机车的动能转变成热能消耗掉，而且对参与能耗制动的制动单元环节要求其可靠性能极高，因此，目前在工程上，一些交流蓄电池矿用机车都开始用交流电机的发电反馈制动来代替能耗制动。即将机车的动能转变成电能回馈到机车的蓄电池中去，带来了制动、节能以及安全可靠的多重效应。无论采用哪种方式，完成交流电机的电制动过程都需要对交流电机的定子绕组进行励磁，这一点是交流电机电制动过程中的关键所在。在交流蓄电池矿用电机车的电制动过程中，由变频器提供对交流电机定子绕组励磁，在实际施工中，变频器除了因过电压产生保护之外，还会被很多其他因素影响而进入保护状态，其结果都是终止对电机的励磁。例如变频器会因蓄电池电压不足而经常发生欠压保护，还有过热、过载、过流、短路等各种因素引起的保护。这些保护中的任何一种一旦发生，机车的电制动就无法实现。保护发生时，若是机车正在快速奔跑之中，此时就只能依靠闸瓦制动了。快速奔跑中的电机车，跟据机车重量的不同，其运行动能差别是很大的，一列快速奔跑的重载机车，其强大的运行动能是可想而知的。
与机械制动相比，电制动则是在电机的转子上施加作用力，该力通过减速机构，又形成了较大倍率的制动力矩作用于机车车轮，其制动力强，制动迅速，使机车制动距离明显缩短。这在实际施工中，效果十分显著。具有完备电制动功能的交流蓄电池电机车在长期的施工中，机车闸瓦的磨损量会大大减少，闸瓦使用寿命也因而显著增长。给定励磁的电制动方法及其优势由此可见，机车的电制动是十分重要的，同时，对于目前安全施工要求越来越高的快速施工时期，是必不可少的。甚至可以说，交流蓄电池矿用电机车电制动性能的好坏，将直接影响到该机车总体性能的好坏。为了确保机车电制动功能的存在，当机车变频器进入保护状态时，可以通过一个给定励磁的电路装置，向交流电机的定子绕组供给励磁。如所示。给定励磁电路的工作原理如下：当机车变频器进入保护状态时，变频器将停止一切输出，也就是在中的T1T6功率三极管IGBT均处于关断状态。如果机车此时正处在奔跑过程中，那么机车电机的转子将处在自由运转状态。在这种状态中，通过控制接触器KJ的吸合，可将一个外部可调直流电压源与交流电机的定子绕组相接通，电压源将为交流电机提供交流蓄电池机车的给定励磁电制动方式在防爆施工环境中使用的适应一个励磁电流，使电机得到一个磁场，其磁极方向不变，大小可根据电机参数事先进行设定。重要的是，在这个磁场中，旋转的电机转子将受到制动力。它不仅解决了因变频器保护而终止了的高效电制动问题，而且还以一种简单、安全可靠的电路，代替了传统的、复杂的制动电路系统。它的防爆结构更为简单且易于实现。保持了电制动的所有优特点，特别是在电气安全方面的优特点，消除了使用能耗制动所带来的电路发热、功率三极管IGBT易被击穿且导致制动失灵等缺点。使用外部可调直流电压源给定励磁电路代替传统制动电路，还能最大限度地将机车的运行动能有效地转变成电能并加以储存，最终实现安全、高效、节能的机车运载施工。
本文关键字：暂无联系方式变频器基础，变频技术 - 变频器基础
