制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元的應(yīng)用特點(diǎn)和選配:

制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元的應(yīng)用特點(diǎn)和選配:

制動(dòng)單元又稱為斬波器。當(dāng)變頻器和拖動(dòng)的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)變頻器制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻不工作；當(dāng)變頻器和拖動(dòng)的電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)變頻器采用將負(fù)載的機(jī)械能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為電能并儲(chǔ)存在儲(chǔ)能濾波回路的方法進(jìn)行制動(dòng),制動(dòng)單元實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能濾波回路的電壓值，當(dāng)其電壓值升高到電容器耐壓峰值時(shí)，說(shuō)明儲(chǔ)能濾波回路再不能儲(chǔ)存更多的屯能，為保護(hù)變頻器和確保制動(dòng)效果，此時(shí)制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻開(kāi)始工作，將儲(chǔ)能濾波回路儲(chǔ)存的電能以熱能的形式消耗掉一部分，直至儲(chǔ)能濾波回路的電壓慎降到安全水平.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）。

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，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)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(dòng)和回饋制動(dòng).

能耗制動(dòng)的工作方式：能耗制動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。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(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

制動(dòng)單元：制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)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(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

制動(dòng)電阻：制動(dòng)電阻是用于將電機(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)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁殼電阻兩種：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(wú)機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)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，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：

A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；

B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻；

C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；

D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)；

E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配(請(qǐng)聯(lián)系專業(yè)人員配合,瓦藍(lán)科技專業(yè)同您分享)

A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=(電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載側(cè)折算到電機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）*（制動(dòng)前速度-制動(dòng)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(dòng)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(wú)需接制動(dòng)裝置；

B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/（0.1047*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。

C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

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

制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率

由于制動(dòng)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(dòng)電阻標(biāo)稱功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

制動(dòng)特點(diǎn):能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

使用直流母線電壓調(diào)節(jié)器可以起到限制直流母線電壓升高的效果，但是它是以犧牲制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)的，所以要慎用；

制動(dòng)電阻的制動(dòng)周期主要是斬波器的接通時(shí)間和制動(dòng)電阻的冷卻時(shí)間的比，選擇什么樣的周期并不是特別重要，最重要的是根據(jù)你的負(fù)載需要，是重載還是輕載，制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)選擇。

值得注意的是制動(dòng)電阻的功率選擇不是越大越好，一定要小于2.4倍的變頻器的額定功率，另要考慮續(xù)流二極管的帶載能力。

制動(dòng)電阻的阻值要不能太小，否則會(huì)燒毀變頻器，在使用大全內(nèi)說(shuō)明了允許的最小阻值。

制動(dòng)周期，其實(shí)就是電子開(kāi)關(guān)的通斷比。他的通斷比是固定的（當(dāng)你設(shè)置這個(gè)參數(shù)以后），但是實(shí)際制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短，不是固定的，是隨著電機(jī)制動(dòng)工況變化的。也許1S完成制動(dòng)，也許10S完成制動(dòng)。這要看你的制動(dòng)電流對(duì)直流母線充電的積累與制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻放電的能力情況，決定制動(dòng)單元的制動(dòng)過(guò)程。

制動(dòng)周期的參數(shù)設(shè)置不是主要，主要的是選擇制動(dòng)電流能夠滿足制動(dòng)要求且保證在制動(dòng)過(guò)程中的直流母線電壓保持相對(duì)穩(wěn)定不會(huì)繼續(xù)升高。

換句話說(shuō)，制動(dòng)的設(shè)計(jì)技巧是，通過(guò)對(duì)制動(dòng)電阻阻值的確定和功率的確定，保證制動(dòng)過(guò)程使變頻器直流母線電壓恒定，且電阻不因發(fā)熱快速老化。至于制動(dòng)周期的參數(shù)，設(shè)為5%或者100%，我認(rèn)為都是可以的。它只影響制動(dòng)的暫態(tài)過(guò)程，并不能左右最終的制動(dòng)結(jié)果

制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元是兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，盡管它們總是連在一起使用，區(qū)別很明顯。制動(dòng)電阻就是電阻，用來(lái)消耗能量的。在制動(dòng)單元導(dǎo)通的前提下，馬達(dá)減速過(guò)程中產(chǎn)生的再生能量將以能耗的方式消耗在制動(dòng)電阻上，從而提高變頻器的制動(dòng)性能以及縮短變頻器的制動(dòng)時(shí)間。當(dāng)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)ǎ堰@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。制動(dòng)電阻簡(jiǎn)稱“ (鋁殼電阻器RXLG) 、 (波紋電阻器RXHG) 、(制動(dòng)電阻箱BRU) 、(制動(dòng)電阻柜PRU)"瓦藍(lán)科技WL在變頻器行業(yè)內(nèi)有較高的美譽(yù)度。

制動(dòng)單元就是一個(gè)受電壓控制的“開(kāi)關(guān)”，由于內(nèi)部核心部件是一個(gè)斬波電路，所以制動(dòng)單元也叫斬波器，主要通過(guò)檢測(cè)直流電壓,判斷是否超過(guò)啟動(dòng)閥值,之后對(duì)內(nèi)部的IGBT做控制，當(dāng)電壓超過(guò)某一個(gè)值，晶閘管導(dǎo)通。瓦藍(lán)科技WL制動(dòng)單元簡(jiǎn)稱“DBU"在行業(yè)內(nèi)有較高的知名度。wl http://www.ynjgjz.cn

021-57899261