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        制動電阻器在變頻器調速系統中有什么作用,應該怎么選擇合適的型號呢?

        文章作者:電阻器廠家 發布時間:2021-06-11 09:29:48 瀏覽次數:0

          變頻器中電動機轉速的降低和宕機是通過逐漸減小電動機頻率來實現的,在頻率降低的同時電動機同步轉速也隨之降低,但由于機械慣量的作用,電動機轉速不變。在同步轉速小于轉子轉速的情況下,轉子電流的相位差接近于180度,電動力由電動力轉換為發電;同時,電機軸上的轉子轉矩轉變為制動器的轉矩,使電機軸的轉速迅速下降,電動機進入再生制動狀態。續流了二極管全波整流之后,電機再生的電能將反饋給直流電路。因為直流電路的電能不能通過整流橋反饋給電網,只能通過變頻器本身的電容來吸收,雖然其它部分可以消耗電能,但是電容仍然是短時電荷堆,形成“泵升電壓”,使直流電壓上升。直流電壓過高會使器件的各個部分受損。所以,必須在負荷處于發電制動狀態時采取必要的措施來處理這部分再生能量。解決制動與回饋制動這兩種能量回收方式。

        制動電阻器作用

          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,二者并無區別,都是作 為接通制動電阻的“開關”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅動電路。

          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。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 于傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用于高要求惡劣工控環境使用,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:A、當電機在外力作用下減速、反轉時(包括被拖動), 電機即以發電狀態運行,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,電機的轉速降低,母線電壓也降低;D、母線電壓降 至制動單元要關斷的值,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、首先估算出制動轉矩

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

          一般情況下,在進行電機制動時,電機內部存在一定的損耗,約為額定轉矩的 18%-22%左右,因此計算出的結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*(制動轉矩-20%電機額定轉矩)*制動前電機轉速。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RC, R即為制動電阻的阻值,C為變頻器內部電解電容的容量。這里制動單元動作電壓值一般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,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,因此根據電阻的特性和技術指標,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)的優點是構造簡單,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,且制動電阻器的容量將增大。


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