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詳解變頻器的制動(dòng)電阻的原理、作用及計(jì)算大小

發(fā)布時(shí)間:2018-08-15 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】變頻器制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)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)。制動(dòng)電阻主要是用來(lái)消耗伺服電機(jī)制動(dòng)(急停)時(shí)產(chǎn)生的能量,不然可能會(huì)燒壞驅(qū)動(dòng)器。

變頻器制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)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)。制動(dòng)電阻主要是用來(lái)消耗伺服電機(jī)制動(dòng)(急停)時(shí)產(chǎn)生的能量,不然可能會(huì)燒壞驅(qū)動(dòng)器。
 
 
 
一、什么是變頻器制動(dòng)電阻
 
變頻器帶動(dòng)的電機(jī)或其他感性負(fù)載在停機(jī)的時(shí)候,一般都是采用能耗制動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,就是把停止后電機(jī)的動(dòng)能和線圈里面的磁能都通過(guò)一個(gè)別的耗能元件消耗掉,從而實(shí)現(xiàn)快速停車。當(dāng)供電停止后,變頻器的逆變電路就反向?qū)?,把這些剩余電能反饋到變頻器的直流母線上來(lái),直流母線上的電壓會(huì)因此而升高,當(dāng)升高到一定值的時(shí)候,變頻器的制動(dòng)電阻就投入運(yùn)行,使這部分電能通過(guò)電阻發(fā)熱的方式消耗掉,同時(shí)維持直流母線上的電壓為一個(gè)正常值。
 
 
 
二、變頻器制動(dòng)電阻原理
 
當(dāng)伺服電機(jī)制動(dòng)的時(shí)候,該伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。這意味著能量將會(huì)返回到伺服驅(qū)動(dòng)器的直流母線上。因?yàn)橹绷髂妇€包含電容,所以直流母線電壓會(huì)上升。電壓增加的多少取決于開(kāi)始制動(dòng)時(shí)電機(jī)的動(dòng)能以及直流母線上電容的容量。如果制動(dòng)動(dòng)能大于直流母線上的電容量,同時(shí)直流母線上沒(méi)有其他驅(qū)動(dòng)器容納該能量,那么驅(qū)動(dòng)器將會(huì)通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)消耗該能量,或者將其反饋給供電電源.
 
 
 
三、變頻器制動(dòng)電阻作用
 
電機(jī)減速時(shí),過(guò)大的設(shè)備慣量會(huì)將電動(dòng)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(huì)造成變頻器過(guò)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(lái)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(dòng)電阻和發(fā)電效果是一樣的,可防止變頻器減速過(guò)壓,減小減速距離,提高動(dòng)態(tài)性能。
 
電機(jī)內(nèi)置制動(dòng)器一般是做最后停車制動(dòng)的,而不做減速制動(dòng),這和電阻制動(dòng)是有本質(zhì)區(qū)別的,因?yàn)殡娮柚苿?dòng)只有電機(jī)減速的過(guò)程中有作用,在電機(jī)停止后是沒(méi)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)。
 
 
 
四、什么時(shí)候需要制動(dòng)電阻
 
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。
 
因此在機(jī)械慣性比較大的系統(tǒng)中,需要采用制動(dòng)電阻,如升降機(jī)、數(shù)控機(jī)床、提升機(jī)等
 
 
 
五、制動(dòng)電阻計(jì)算
 
制動(dòng)電阻的選型:動(dòng)作電壓710V
 
1)電阻功率(千瓦)=電機(jī)千瓦數(shù)*(10%--50%),

2)制動(dòng)電阻值(歐姆)
 
粗略算法:R=U/2I~U/I 在我國(guó),直流回路電壓計(jì)算如下:U=380*1.414*1.1V=600V
 
其中,
 
R:電阻阻值
 
U:直流母線放電電壓,
 
I:電機(jī)額定電流



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