制動電阻的選擇

隨著我們公司業(yè)務(wù)的不斷擴大，制動電阻需求的越來越大，但是很多商家并不太懂得制動電阻的具體算法，下面給出一些簡單的簡化計算公式，遇到客戶有疑問時可以給出解答，或者指導用戶選擇制動電阻。簡化公式依據(jù)的兩個原則：

1、 可以粗略的認為：如果通過制動電阻的放電電流等于電機額定電流的話，所需的附加制動轉(zhuǎn)矩大致得到滿足。，

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

因此制動電阻可大致如下選擇：

1、 制動電阻阻值大小R=U/Ie------2U/Ie，U是制動時的母線電壓，一般是700V，Ie是電機的額定電流。舉例15KW變頻器帶15KW電機（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、 制動電阻功率大小P=m*U*U/R=m*700*700/R，U是制動時母線電壓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，與制動使用率及電機大小有關(guān)，制動使用率高（變頻器用戶手冊中可以設(shè)置），電機大時，此值取大。舉例15KW變頻器帶15KW電機，制動電阻選30歐，則電阻功率為P=（0.3----0.5）*700*700/30=4900W--------8167W。

3、 德州吉隆電氣自動化供制動的電阻，用戶可以放心的選購本公司制造的制動電阻。

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

     在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電機的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機處于再生制動狀態(tài)。電機再生的電能經(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法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。 因此，對于負載處于發(fā)電制動狀態(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：能耗制動和回饋制動.

能耗制動的工作方式

能耗制動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實現(xiàn)制動。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專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻二部分。

制動單元

制動單元的功能是當直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(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制動有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無區(qū)別，都是作為接通制動電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。

制動電阻

制動電阻是用于將電機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，并選用高阻燃無機涂層，有效保護電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動性，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。

制動過程

能耗制動的過程如下：

能耗制動的過程如下：A、當電機在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時（包括被拖動），電機即以發(fā)電狀態(tài)運行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當直流電壓到達制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導通，電流流過制動電阻；C、制動電阻消耗電能為熱能，電機的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動單元重復ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運行。

制動單元與制動電阻的選配

A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩

=（(電機轉(zhuǎn)動慣量+電機負載測折算到電機測的轉(zhuǎn)動慣量）*（制動前速度-制動后速度））/375*減速時間-負載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進行電機制動時，電機內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置；

B、接著計算制動電阻的阻值

=制動元件動作電壓值的平方/（0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機額定轉(zhuǎn)矩）*制動前電機轉(zhuǎn)速）

在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。

C、然后進行制動單元的選擇

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

制動電流瞬間值=制動單元直流母線電壓值/制動電阻值

D、最后計算制動電阻的標稱功率

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

制動特點 能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，缺點是運行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。

變頻器制動電阻設(shè)計計算方法

1、制動電阻器箱數(shù)粗略計算為：電動機功率（KW）/11.2(取整數(shù)上限值).

    2、制動單元功率的選擇一般是變頻器的功率大小的（1～2）倍；

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

    4、制動電阻值大小選擇公式700/電動機功率KW（采用多個制動單元并聯(lián)運行時，每個制動單元所配置的電阻器阻值不小于700/電動機功率KW；最小電阻值要按照有關(guān)配置表查得）；