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制動電阻的原理和作用

發布時間: 2023-10-25 20:16  作者: 本站編輯  來源: 本站編輯

制動電阻是用于將電動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。制動電阻主要是用來消耗伺服電機制動(急停)時產生的能量,不然可能會燒壞驅動器。

一、什么是制動電阻

變頻器帶動的電機或其他感性負載在停機的時候,一般都是采用能耗制動的方式來實現的,就是把停止后電機的動能和線圈里面的磁能都通過一個別的耗能元件消耗掉,從而實現快速停車。當供電停止后,變頻器的逆變電路就反向導通,把這些剩余電能反饋到變頻器的直流母線上來,直流母線上的電壓會因此而升高,當升高到一定值的時候,變頻器的制動電阻就投入運行,使這部分電能通過電阻發熱的方式消耗掉,同時維持直流母線上的電壓為一個正常值。

二、制動電阻原理

當伺服電機制動的時候,該伺服電機處于發電狀態。這意味著能量將會返回到伺服驅動器的直流母線上。因為直流母線包含電容,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電機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,同時直流母線上沒有其他驅動器容納該能量,那么驅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.

三、制動電阻作用

電機減速時,過大的設備慣量會將電動機變成發電機,這是出于發電運行狀態,電機反向給變頻器供電,這會造成變頻器過壓報警。為了釋放這部分能量,采用增大電阻功率(適當減小電阻值)的方法來實現的。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中運用的比較多,可節能。制動電阻和發電效果是一樣的,可防止變頻器減速過壓,減小減速距離,提高動態性能。

電機內置制動器一般是做最后停車制動的,而不做減速制動,這和電阻制動是有本質區別的,因為電阻制動只有電機減速的過程中有作用,在電機停止后是沒有效果的,必須采用剎車才能讓電機保持靜止(有位能負載)。

四、什么時候需要制動電阻

在變頻調速系統中,電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現的,在頻率減小的瞬間,電機的同步轉速隨之下降,而由于機械慣性的原因,電機的轉子轉速未變。當同步轉速小于轉子轉速時,轉子電流的相位幾乎改變了180度,電機從電動狀態變為發電狀態;與此同時,電機軸上的轉矩變成了制動轉矩,使電機的轉速迅速下降,電機處于再生制動狀態。電機再生的電能經續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,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。

因此在機械慣性比較大的系統中,需要采用制動電阻,如升降機、數控機床、提升機等

五、制動電阻計算

制動電阻的選型:動作電壓710V

1) 電阻功率(千瓦)=電機千瓦數*(10%--50%),

2) 制動電阻值(歐姆)

粗略算法:R=U/2I~U/I 在我國,直流回路電壓計算如下:U=380*1.414*1.1V=600V

其中,

R:電阻阻值

U:直流母線放電電壓,

I:電機額定電流

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