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制动电阻器在变频器调速系统中有什么作用,应该怎么选择合适的型号呢?

文章作者:电阻器厂家 发布时间:2021-06-11 09:29:48 浏览次数:0

  变频器中电动机转速的降低和宕机是通过逐渐减小电动机频率来实现的,在频率降低的同时电动机同步转速也随之降低,但由于机械惯量的作用,电动机转速不变。在同步转速小于转子转速的情况下,转子电流的相位差接近于180度,电动力由电动力转换为发电;同时,电机轴上的转子转矩转变为制动器的转矩,使电机轴的转速迅速下降,电动机进入再生制动状态。续流了二极管全波整流之后,电机再生的电能将反馈给直流电路。因为直流电路的电能不能通过整流桥反馈给电网,只能通过变频器本身的电容来吸收,虽然其它部分可以消耗电能,但是电容仍然是短时电荷堆,形成“泵升电压”,使直流电压上升。直流电压过高会使器件的各个部分受损。所以,必须在负荷处于发电制动状态时采取必要的措施来处理这部分再生能量。解决制动与回馈制动这两种能量回收方式。

制动电阻器作用

  能耗制动的工作方式

  能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件,将再生电能消耗在 功率电阻上来实现制动。这是一种处理再生能量的最直接的办法,它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上,转化为热能,因此又被称为“电阻制 动”,它包括制动单元和制动电阻二部分。

  制动单元

  制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时(如660V或710V), 接通耗能电路,使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。制动单元可分内置式和外置式二种,前者是适用于小功率的通用变频器,后者则是适用于大功 率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。从原理上讲,二者并无区别,都是作 为接通制动电阻的“开关”,它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。

  制动电阻

  制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功 率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:前者采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层, 有效保护电阻丝不被老化,延长使用寿命;后者电阻器耐气候性、耐震动性,优 于传统瓷骨架电阻器,广泛应用于高要求恶劣工控环境使用,易紧密安装、易附加散热器,外型美观。

  制动过程

  能耗制动的过程如下:A、当电机在外力作用下减速、反转时(包括被拖动), 电机即以发电状态运行,能量反馈回直流回路,使母线电压升高;B、当直流电压到达制动单元开的状态时,制动单元的功率管导通,电流流过制动电阻;C、 制动电阻消耗电能为热能,电机的转速降低,母线电压也降低;D、母线电压降 至制动单元要关断的值,制动单元的功率管截止,制动电阻无电流流过;E、采样母线电压值,制动单元重复ON/OFF过程,平衡母线电压,使系统正常运行。

  制动单元与制动电阻的选配

  A、首先估算出制动转矩

  =((电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量)* (制动前速度-制动 后速度))/375*减速时间-负载转矩。

  一般情况下,在进行电机制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的 18%-22%左右,因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置。

  B、接着计算制动电阻的阻值

  =制动元件动作电压值的平方*(制动转矩-20%电机额定转矩)*制动前电机转速。在制动单元工作过程中,直流母线的电压的升降取决于常数RC, R即为制动电阻的阻值,C为变频器内部电解电容的容量。这里制动单元动作电压值一般710V。

  C、 然后进行制动单元的选择

  在进行制动单元的选择时,制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据,其计算公式如下:

  制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值

  D、 最后计算制动电阻的标称功率

  由于制动电阻为短时工作制,因此根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率,一般可用下式求得:制动电阻标称功率= 制动电阻降额系数X制动期间平均消耗功率X制动使用率%,制动特点能耗制动(电阻制动)的优点是构造简单,缺点是运行效率降低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量,且制动电阻器的容量将增大。


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