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详解变频器的制动电阻的原理、作用及计算大小

发布时间:2018-08-15 责任编辑:lina

【导读】变频器制动电阻是用于将电动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。制动电阻主要是用来消耗伺服电机制动(急停)时产生的能量,不然可能会烧坏驱动器。

变频器制动电阻是用于将电动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。制动电阻主要是用来消耗伺服电机制动(急停)时产生的能量,不然可能会烧坏驱动器。
 
 
 
一、什么是变频器制动电阻
 
变频器带动的电机或其他感性负载在停机的时候,一般都是采用能耗制动的方式来实现的,就是把停止后电机的动能和线圈里面的磁能都通过一个别的耗能元件消耗掉,从而实现快速停车。当供电停止后,变频器的逆变电路就反向导通,把这些剩余电能反馈到变频器的直流母线上来,直流母线上的电压会因此而升高,当升高到一定值的时候,变频器的制动电阻就投入运行,使这部分电能通过电阻发热的方式消耗掉,同时维持直流母线上的电压为一个正常值。
 
 
 
二、变频器制动电阻原理
 
当伺服电机制动的时候,该伺服电机处于发电状态。这意味着能量将会返回到伺服驱动器的直流母线上。因为直流母线包含电容,所以直流母线电压会上升。电压增加的多少取决于开始制动时电机的动能以及直流母线上电容的容量。如果制动动能大于直流母线上的电容量,同时直流母线上没有其他驱动器容纳该能量,那么驱动器将会通过制动电阻来消耗该能量,或者将其反馈给供电电源.
 
 
 
三、变频器制动电阻作用
 
电机减速时,过大的设备惯量会将电动机变成发电机,这是出于发电运行状态,电机反向给变频器供电,这会造成变频器过压报警。为了释放这部分能量,采用增大电阻功率(适当减小电阻值)的方法来实现的。也有采用可反向供电到电源回路的,这在共直流母线的变频系统中运用的比较多,可节能。制动电阻和发电效果是一样的,可防止变频器减速过压,减小减速距离,提高动态性能。
 
电机内置制动器一般是做最后停车制动的,而不做减速制动,这和电阻制动是有本质区别的,因为电阻制动只有电机减速的过程中有作用,在电机停止后是没有效果的,必须采用刹车才能让电机保持静止(有位能负载)。
 
 
 
四、什么时候需要制动电阻
 
在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的,在频率减小的瞬间,电机的同步转速随之下降,而由于机械惯性的原因,电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位几乎改变了180度,电机从电动状态变为发电状态;与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网,仅靠变频器本身的电容吸收,虽然其他部分能消耗电能,但电容仍有短时间的电荷堆积,形成“泵升电压”,使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。
 
因此在机械惯性比较大的系统中,需要采用制动电阻,如升降机、数控机床、提升机等
 
 
 
五、制动电阻计算
 
制动电阻的选型:动作电压710V
 
1)电阻功率(千瓦)=电机千瓦数*(10%--50%),

2)制动电阻值(欧姆)
 
粗略算法:R=U/2I~U/I 在我国,直流回路电压计算如下:U=380*1.414*1.1V=600V
 
其中,
 
R:电阻阻值
 
U:直流母线放电电压,
 
I:电机额定电流



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