制動(dòng)電阻

制動(dòng)電阻的選擇

隨著我們公司業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，制動(dòng)電阻需求的越來(lái)越大，但是很多商家并不太懂得制動(dòng)電阻的具體算法，下面給出一些簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)化計(jì)算公式，遇到客戶有疑問(wèn)時(shí)可以給出解答，或者指導(dǎo)用戶選擇制動(dòng)電阻。簡(jiǎn)化公式依據(jù)的兩個(gè)原則：

1、 可以粗略的認(rèn)為：如果通過(guò)制動(dòng)電阻的放電電流等于電機(jī)額定電流的話，所需的附加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大致得到滿足。，

2、 有關(guān)資料表明：當(dāng)放電電流等于電機(jī)額定電流一半時(shí)，就可以得到與電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩相等的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩了。

因此制動(dòng)電阻可大致如下選擇：

1、 制動(dòng)電阻阻值大小R=U/Ie------2U/Ie，U是制動(dòng)時(shí)的母線電壓，一般是700V，Ie是電機(jī)的額定電流。舉例15KW變頻器帶15KW電機(jī)（額定電流32A），可選R=700/32=22歐，因此可選22歐到44歐之間阻值的電阻。

2、 制動(dòng)電阻功率大小P=m*U*U/R=m*700*700/R，U是制動(dòng)時(shí)母線電壓700V，R電阻阻值，第1步已經(jīng)選出，m是比例系數(shù)，一般為0.3----0.5，與制動(dòng)使用率及電機(jī)大小有關(guān)，制動(dòng)使用率高（變頻器用戶手冊(cè)中可以設(shè)置），電機(jī)大時(shí)，此值取大。舉例15KW變頻器帶15KW電機(jī)，制動(dòng)電阻選30歐，則電阻功率為P=（0.3----0.5）*700*700/30=4900W--------8167W。

3、 德州吉隆電氣自動(dòng)化供制動(dòng)的電阻，用戶可以放心的選購(gòu)本公司制造的制動(dòng)電阻。

4、 以上兩個(gè)公式是簡(jiǎn)略計(jì)算和選擇，而且給出的是范圍，切記要根據(jù)不同的應(yīng)用情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

     在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。 因此，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng).

能耗制動(dòng)的工作方式

能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

制動(dòng)單元

制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

制動(dòng)電阻

制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=（(電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載測(cè)折算到電機(jī)測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）*（制動(dòng)前速度-制動(dòng)后速度））/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無(wú)需接制動(dòng)裝置；

B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/（0.1047*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?/span>710V。

C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率

由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得： 制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)計(jì)算方法

1、制動(dòng)電阻器箱數(shù)粗略計(jì)算為：電動(dòng)機(jī)功率（KW）/11.2(取整數(shù)上限值).

    2、制動(dòng)單元功率的選擇一般是變頻器的功率大小的（1～2）倍；

    3、制動(dòng)電阻器功率大于電動(dòng)機(jī)功率KW/2。（按照公式Pb=8Q*v*η）

    4、制動(dòng)電阻值大小選擇公式700/電動(dòng)機(jī)功率KW（采用多個(gè)制動(dòng)單元并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每個(gè)制動(dòng)單元所配置的電阻器阻值不小于700/電動(dòng)機(jī)功率KW；最小電阻值要按照有關(guān)配置表查得）；