變頻器如何正確選擇制動電阻

時(shí)間：2018-10-15作者：湖南淦科電器設(shè)備有限公司瀏覽：666

變頻器如何正確選擇制動電阻







制動電阻器制動電阻是用于將電動機(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兩個(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：波紋電阻采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命，鋁合金電阻易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀，高散熱性的鋁合金外盒全包封結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的耐振性，耐氣候性和長期穩(wěn)定性;體積小、功率大，安裝方便穩(wěn)固，外形美觀，廣泛應(yīng)用于高度惡劣工業(yè)環(huán)境使用。


一、變頻器帶制動電阻是做什么用的

1、電機(jī)減速時(shí)，過大的設(shè)備慣量會將電動機(jī)變成發(fā)電機(jī)，這是出于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)反向給變頻器供電，這會造成變頻器過壓報(bào)警。為了釋放這部分能量，采用增大電阻功率(適當(dāng)減小電阻值)的方法來實(shí)現(xiàn)的。也有采用可反向供電到電源回路的，這在共直流母線的變頻系統(tǒng)中運(yùn)用的比較多，可節(jié)能。制動電阻和發(fā)電效果是一樣的，可防止變頻器減速過壓，減小減速距離，提高動態(tài)性能。

電機(jī)內(nèi)置制動器一般是做最后停車制動的，而不做減速制動，這和電阻制動是有本質(zhì)區(qū)別的，因?yàn)殡娮柚苿又挥须姍C(jī)減速的過程中有作用，在電機(jī)停止后是沒有效果的，必須采用剎車才能讓電機(jī)保持靜止(有位能負(fù)載)。

2、電機(jī)減速時(shí)，過大的設(shè)備慣量會將電動機(jī)變成發(fā)電機(jī)，這是出于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)反向給變頻器供電，這會造成變頻器過壓報(bào)警。為了釋放這部分能量，采用增大電阻功率(適當(dāng)減小電阻值)的方法來實(shí)現(xiàn)的。也有采用可反向供電到電源回路的，這在共直流母線的變頻系統(tǒng)中運(yùn)用的比較多，可節(jié)能。制動電阻和發(fā)電效果是一樣的，可防止變頻器減速過壓，減小減速距離，提高動態(tài)性能。

電機(jī)內(nèi)置制動器一般是做最后停車制動的，而不做減速制動，這和電阻制動是有本質(zhì)區(qū)別的，因?yàn)殡娮柚苿又挥须姍C(jī)減速的過程中有作用，在電機(jī)停止后是沒有效果的，必須采用剎車才能讓電機(jī)保持靜止(有位能負(fù)載)。

3、比如說你需要讓電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)候立刻停下來，但是電機(jī)運(yùn)行是有慣性的，特別是大功率的電機(jī)，帶動一些動量比較大的設(shè)備，很難快速停下來，這個(gè)時(shí)候停車時(shí)候慣性造成的動能可以轉(zhuǎn)化成熱能的形式釋放出來，消耗這些熱能的元器件就是制動電阻。

電機(jī)內(nèi)置制動器很多都是用的剎車片以類的結(jié)構(gòu)來完成的，也有一些是通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)子外部磁場，基本上不會采用制動電阻的制動原理。


二、制動電阻為什么接直流母排上

難道制動的過程需要先將電動機(jī)的剩余電量整成直流電再消耗掉?就算是這樣，原來母排上本來就存在的電壓又怎么辦?

變頻器制動電阻的作用，什么時(shí)候配、配多大，如何計(jì)算?

這個(gè)我是這么理解的：當(dāng)變頻器減速的時(shí)候，變頻器輸出頻率降低，但是電機(jī)由高速變低速的時(shí)候，電機(jī)由電動狀態(tài)編程發(fā)電狀態(tài)，發(fā)的電就通過IGBT開關(guān)的時(shí)候返回到直流母線了，所以制動的時(shí)候會導(dǎo)致直流母線電壓升高。

制動電阻使用的時(shí)候要配合制動單元，當(dāng)制動單元投入的時(shí)候，檢測直流母線電壓過高，就會控制制動單元內(nèi)的IGBT導(dǎo)通(和變頻輸出似的，間斷導(dǎo)通)進(jìn)行放電，當(dāng)電壓下降到設(shè)定值以下是，停止觸發(fā)。


三、制動電阻阻值的計(jì)算

制動電阻的選擇除受到變頻器**型能耗制動單元較大允許電流的限制外，與制動單元也并無明確的對應(yīng)關(guān)系，其阻值主要根據(jù)所需制動轉(zhuǎn)矩的大小選擇，功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則：應(yīng)保證流過制動電阻的電流IC小于制動單元的允許較大電流輸出能力，即：R > 800/Ic。

其中：800 —— 變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的較大直流電壓。Ic —— 制動單元的較大允許電流。

為充分利用所選用的變頻器**型制動單元的容量，通常制動電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的較小值為較經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得較大的制動轉(zhuǎn)矩，然而這需要較大的制動電阻功率。在某些情況下，并不需要很大的制動轉(zhuǎn)矩，此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動電阻阻值、也因此可以減小制動電阻的功率，從而減少購買制動電阻所需的費(fèi)用，這樣的代價(jià)是制動單元的容量沒有得到充分利用。


四、制動電阻功率的計(jì)算

在選定了制動電阻的阻值以后，應(yīng)該確定制動電阻的功率值，制動電阻功率的選取相對比較繁瑣，它與很多因素有關(guān)。

制動電阻消耗的瞬時(shí)功率按下式計(jì)算：P 瞬= 7002 /R

按上式計(jì)算得到的制動電阻功率值是制動電阻可以長期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值，然而制動電阻并非是不間斷的工作，這種選取存在很大的浪費(fèi)，在本產(chǎn)品中，可以選擇制動電阻的使用率，它規(guī)定了制動電阻的短時(shí)工作比率。制動電阻實(shí)際消耗的功率按下式計(jì)算：

P 額=7002 /R×rB%rB%：制動電阻使用率。

實(shí)際使用中，可以按照上式選擇制動電阻功率，也可以根據(jù)所選取的制動電阻阻值和功率，反過來計(jì)算制動電阻所能夠承受的使用率，從而正確設(shè)置，避免制動電阻過熱而損壞。


五、制動電阻使用功率的計(jì)算

制動電阻使用率規(guī)定了制動電阻的使用效率，以避免制動電阻過熱而損壞，它會影響制動單元的制動效果。制動電阻的使用率設(shè)置越低，電阻的發(fā)熱程度越小，電阻上消耗的能量越少，制動效果越差。同時(shí)，制動單元的容量也沒有得到充分利用。

理論上講，制動電阻使用率為**時(shí)，對制動單元容量的利用較充分，制動效果也較明顯，然而這需要較大的制動電阻功率的代價(jià)，使用者應(yīng)綜合考慮。在制動電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下，對于減速較慢的大慣性負(fù)載，選取較低的電阻使用率會**較好的效果。對于需要快速停機(jī)的負(fù)載，宜選取較大制動電阻使用率。


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