伺服電機(jī)制動電阻的選用

伺服電機(jī)制動電阻的選用

當(dāng)伺服電機(jī)制動的時(shí)候，該伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。這意味著能量將會返回到伺服驅(qū)動器的直流母線上。因?yàn)橹绷髂妇€包含電容，所以直流母線電壓會上升。電壓增加的多少取決于開始制動時(shí)電機(jī)的動能以及直流母線上電容的容量。如果制動動能大于直流母線上的電容量，同時(shí)直流母線上沒有其他驅(qū)動器容納該能量，那么驅(qū)動器將會通過制動電阻來消耗該能量，或者將其反饋給供電電源。

如何選擇伺服電機(jī)再生制動電阻?

當(dāng)電機(jī)在減速運(yùn)動狀態(tài)下，電機(jī)起發(fā)動機(jī)的作用，阻礙自身運(yùn)動形態(tài)的變化，因此會產(chǎn)生反向的電動勢，該電動勢會疊加在驅(qū)動器直流母線電壓上，容易使得母線電壓過高。
　　用制動電阻的作用即是消耗掉電機(jī)的動能和磁能，使得電機(jī)快速停機(jī)制動，當(dāng)直流母線側(cè)電壓高于一定值得時(shí)候，即開啟制動回路。

節(jié)約能效的方法是將直流母線上增加盡可能多的電容或者將各驅(qū)動器的電容并聯(lián)起來，因此，我們需要考慮如下幾點(diǎn)：

1、  總是將最大驅(qū)動器連接到供電電源上。

2、  確保連接到供電電源上的直流母線的電容沒有操作最大可允許范圍。

3、  所有連接在一起的驅(qū)動器的功率不能超過連接到供電電源的伺服驅(qū)動器的可允許功率。

4、  制動能量不能超過制動電阻的最大功率。

理論公式如下：

其他要點(diǎn)：

與選型有關(guān)的主要有幾點(diǎn)：

1、  直流母線回路上可并聯(lián)電容的大?。褐绷髂妇€回路上電容并不能無限加大，考慮到電容加大將提高充電時(shí)候的充電電流，所以該并聯(lián)電容大小由充電回路上的電阻或可控整流回路來決定，該最大可允許外接并聯(lián)電容應(yīng)由廠家指定。

2、  當(dāng)前伺服驅(qū)動器的直流母線多采用多個(gè)耐壓為400V的電壓并串聯(lián)的方式，當(dāng)回路電壓接近800V（750V~780V）的時(shí)候，制動單元導(dǎo)通，制動電阻投入使用。在外接電容時(shí)，需要考慮并聯(lián)電阻讓分配在外接電容的電壓盡量均等。

3、  制動電阻的選型參數(shù)：常用的制動電阻有波紋電阻、鋁殼電阻。前者價(jià)格便宜但是過載能力不高，后者價(jià)格略高、過載能力較好。制動電阻最重要的三個(gè)參數(shù)是電阻阻值、連續(xù)運(yùn)行功率、最大功率。

4、  制動電阻越好，則制動效果越好。制動單元的可允許通過電流，決定了制動電阻的最小阻值。故該參數(shù)需由廠家決定。實(shí)際選擇電阻通常阻值略大于最小允許阻值。

5、  制動電阻連續(xù)功率和最大功率由上方公式計(jì)算。如果無法計(jì)算準(zhǔn)確，可以參考總功率的1/3~1/2來選擇連續(xù)功率。

伺服電機(jī)驅(qū)動器在制動時(shí)，伺服電機(jī)側(cè)的機(jī)械能將通過續(xù)流二極管返回到直流母線上，導(dǎo)致直流母線電壓的升高二為此需要安裝消耗制動能量（亦稱再生能量）的制動單元與電阻。交流伺伺服電機(jī)驅(qū)動器的制動電阻配置要求一般如下：

1)常用的中等規(guī)格伺服電機(jī)驅(qū)動器（0.5～5.5W）一般都配置有標(biāo)準(zhǔn)“內(nèi)置式”制動電阻可以適用于大多數(shù)常規(guī)控制要求，但在需要頻繁制動或制動能量較大(

如有重力作用的垂直軸)時(shí)，需要增加外部制動電阻。

2）小功率（400W以下）的伺服電機(jī)驅(qū)動器―般無內(nèi)置電阻，制動能量需要通過直流母線的電容器存儲與吸收，當(dāng)頻繁制動或制動能量較大時(shí)，可能導(dǎo)致伺服電機(jī)驅(qū)動器的直流母線過電壓報(bào)警需要增加外部制動電阻。

3）大功率（6kw以上）的伺服電機(jī)驅(qū)動器通常無內(nèi)置制動電阻，故必須使用外部制動電阻。

伺服驅(qū)動器外接再生制動電阻怎么接？

制動電阻需要根據(jù)系統(tǒng)的制動能量、負(fù)載慣量、加減速時(shí)間、伺服電機(jī)繞組平均消耗功率等參數(shù)計(jì)算后確定，阻值過大將達(dá)不到所需的制動效果，阻值過小則容易造成制動管的損壞。由于制動電阻的計(jì)算涉及較多的參數(shù)，在此不再進(jìn)行介紹。

伺服電機(jī)要配多大的制動電阻

當(dāng)電機(jī)在減速運(yùn)動狀態(tài)下，電機(jī)起發(fā)動機(jī)的作用，阻礙自身運(yùn)動形態(tài)的變化，因此會產(chǎn)生反向的電動勢，該電動勢會疊加在驅(qū)動器直流母線電壓上，容易使得母線電壓過高。
　　用制動電阻的作用即是消耗掉電機(jī)的動能和磁能，使得電機(jī)快速停機(jī)制動，當(dāng)直流母線側(cè)電壓高于一定值得時(shí)候，即開啟制動回路。

　　伺服驅(qū)動器（servodrives）又稱為“伺服放大器”、“伺服控制器”，是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，如今是傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品。伺服驅(qū)動器廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)領(lǐng)域、紡織機(jī)械等領(lǐng)域。

A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩
=((電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量+電機(jī)負(fù)載測折算到電機(jī)測的轉(zhuǎn)動慣量)*(制動前速度-制動后速度))/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩
一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動時(shí)，電機(jī)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(jì)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(jì)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(jī)額定轉(zhuǎn)矩)*制動前電機(jī)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?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?/span>710V。
C、最后計(jì)算制動電阻的標(biāo)稱功率
由于制動電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得: 制動電阻標(biāo)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%

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