變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）制動電阻的準備主要是通過制動電阻來消耗DC母線電容上的一部分能量，避免電容電壓過高。理論上，如果電容儲存的能量很大，可以用來釋放出來驅(qū)動電機，避免能量浪費。但是，電容器的容量是有限的，電容器的耐受電壓也是有限的。當母線電容器的電壓達到一定水平時，電容器可能會損壞，有些甚至會損壞IGBT。所以需要及時制動電阻來釋放電量。這種釋放是白白浪費的，也沒有辦法做到。

　　母線電容器是能量有限的緩沖區(qū)。

　　三相交流電全部整流后，接電容器。滿載運行時，母線正常電壓約為1.35倍，380*1.35=513伏。這個電壓當然會實時波動，但最低不能低于480伏，否則會給出欠壓報警保護。母線一般由兩組450V電解電容串聯(lián)而成，理論耐受電壓為900V。如果母線電壓超過這個值，電容會直接爆炸，所以母線電壓無論如何也達不到900V。

　　實際上380伏輸入的三相IGBT的耐壓是1200伏，經(jīng)常要求工作在800伏以內(nèi)。考慮到如果電壓上升，會有一個慣性問題，就是你馬上讓制動電阻工作，母線電壓不會很快下降，所以很多VFD都是通過制動單元讓制動電阻在700伏左右開始工作，從而降低母線電壓，避免上升。

　　所以制動電阻設計的核心是考慮電容和IGBT模塊的耐壓，防止這兩個重要器件被母線的高電壓損壞。如果這兩種組件壞了，VFD就不能正常工作。

　　快速停車需要制動阻力，還需要瞬間加速。

　　VFD母線電壓會變高的原因很多時候是VFD。讓電機工作在電子制動狀態(tài)，讓IGBT經(jīng)過一定的導通順序。利用電機的大電感，電流不會突然變化，瞬間產(chǎn)生高壓給母線電容充電。這時，讓電機快速減速。此時如果沒有制動電阻及時消耗總線的能量，總線電壓會繼續(xù)上升，威脅VFD的安全。

　　如果負載不重，又沒有急停要求，這種情況下就不需要使用制動電阻。即使安裝了制動電阻，也不會觸發(fā)制動單元的工作閾值電壓，制動電阻也不會投入運行。

　　除了在重載減速的情況下需要增加制動電阻和制動單元進行快速制動外，其實如果滿足重載啟動時間和啟動時間非常快的要求，還需要制動單元和制動電阻配合啟動。以前我嘗試過用VFD驅(qū)動專門的打孔機，要求VFD的加速時間設計為0.1秒。這時候就滿負荷啟動了，雖然負荷不是很重。但由于加速時間過短，此時母線電壓波動較大，也會出現(xiàn)過電壓或過電流。后來增加了外接制動單元和制動電阻，VFD可以正常工作。分析，是因為啟動時間過短，母線電容電壓瞬間被掏空，整流器瞬間有大電流充電，導致母線電壓突然變高，使母線電壓波動過大，瞬間可能超過700V。制動電阻的加入可以及時消除這種波動的高壓，VFD可以正常工作。

　　還有一種特殊情況，在矢量控制情況下，電機的轉(zhuǎn)矩和速度方向相反，或者電機在零轉(zhuǎn)速下工作，輸出100%轉(zhuǎn)矩。比如起重機掉重停在半空中，在放線和放線的情況下需要進行轉(zhuǎn)矩控制，這樣電動機就需要工作在發(fā)電機狀態(tài)，持續(xù)的電流就會反向充入母線電容。通過制動電阻，可以及時消耗能量，保持母線電壓平衡穩(wěn)定。

　　許多低功率VFD，如3.7千瓦，通常都有內(nèi)置的制動單元和制動電阻。考慮到母線電容降低的原因，小功率電阻和制動單元就沒那么貴了。