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制动电阻是如何工作的?一篇文章了解制动电阻!
时间:2022-04-13   

在变频调速系统中,通过逐渐降低频率来实现电机的减速和停机。在频率下降的瞬间,电机的同步转速下降。但是,由于机械惯性,电机的转子速度不会增加。改变。当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位变化几乎为180度,电机由带电状态变为发电状态;同时,电机轴上的扭矩变成制动扭矩,使电机快速加速。下,电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后回馈给直流电路。

制动电阻时怎样起作用的?一文看懂制动电阻!

由于直流电路的电能不能通过整流桥回馈电网,只能由逆变器本身的电容吸收。虽然其他部分可以消耗电能,但电容仍有短暂的电荷积累,形成“泵浦电压”,使直流电压升高。高的。过高的直流电压会损坏设备的所有部件。

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因此,当负载处于动态制动状态时,必须采取必要的措施来处理这部分再生能量。处理再生能量的方法:动态制动和再生制动。

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动态制动的工作原理

能耗制动的方法是在逆变器直流侧增加一个放电电阻单元组件,在功率电阻上消耗再生电能实现制动。这是处理再生能源最直接的方法。它通过特殊的能耗制动电路消耗电阻上的再生能量,并将其转化为热能,故又称“电阻制动”,它包括制动单元和制动电阻两部分。

制动单元

制动单元的作用是当直流电路的电压Ud超过规定限值(如660V或710V)时开启耗能电路,使直流电路通过后以热能的形式释放能量通过制动电阻。制动单元可分为内置式和外置式两种。前者适用于小功率通用变频器,后者适用于大功率变频器或对制动有特殊要求的工况。两者原则上没有区别,都是作为接通制动电阻的“开关”,包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。

制动电阻

制动电阻是以热能的形式消耗电机再生能量的载体。它包括两个重要参数:电阻值和功率容量。一般工程中常用的有波纹电阻和铝合金电阻两种。前者采用表面垂直波纹,有利于散热,降低寄生电感,采用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不老化,延长使用寿命。服役生涯; 后者电阻器比传统的瓷骨架电阻器具有更好的耐候性和抗振性,广泛应用于要求苛刻和恶劣的工控环境,易于安装紧密,易于安装散热器,外形美观。

制动过程

动态制动的过程如下:

能耗制动过程如下: A、当电机在外力作用下(包括被拖动)减速反转时,电机运行在发电状态,能量回馈给直流电路,提高母线电压;B、当直流电压达到制动单元的ON状态时,制动单元的功率管导通,

电流流过制动电阻;C、制动电阻以热能的形式消耗电能,电机转速降低,母线电压也降低;D、母线电压下降到需要关闭制动单元的值,切断制动单元的功率管。没有电流流过制动电阻;E. 对母线电压值进行采样,制动单元重复ON/OFF过程,平衡母线电压,使系统正常运行。

制动单元和制动电阻的选择

A、首先估算制动力矩=((电机惯量+电机负载测量换算成电机惯量)*(制动前速度-制动后速度))/375*减速时间-负载扭矩

一般情况下,电机制动时,电机内部有一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%。因此,如果计算结果小于此范围变频器能耗管理,则无需连接制动装置;

B、然后计算制动电阻阻值=制动元件动作电压值的平方/(0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩)*制动前电机转速)

在制动单元工作过程中,直流母线电压的升降取决于常数RC,其中R为制动电阻的阻值,C为逆变器内部电解电容的容量。制动单元工作电压一般为710V。

C、然后选择制动单元

选择制动单元时,制动单元的最大工作电流是选择的唯一依据,其计算公式如下:

制动电流瞬时值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值

D.最后计算制动电阻的标称功率

由于制动电阻是短时工作系统,根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率会小于其通电时的功耗,一般可通过下式求得以下公式:

制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动时平均功耗 X 制动利用率 %

制动特性

动态制动(电阻制动)的优点是结构简单,但缺点是运行效率降低,特别是频繁制动时会消耗大量能量,制动电阻的容量会增加。

制动特性

动态制动(电阻制动)的优点是结构简单,缺点是运行效率降低,特别是频繁制动时会消耗大量能量,制动电阻的容量会增加。

与 MM440 一起使用的制动电阻器的工作原理

使用制动电阻时,应注意在P1237中选择制动周期,同时将P1240设为0,禁用直流电压控制器。记住!否则制动单元不工作,制动电阻不会发热!

使用直流母线电压调节器可以限制直流母线电压的升高,但是以牺牲制动力矩为代价实现的,因此应谨慎使用;

制动电阻的制动周期主要是斩波器的导通时间与制动电阻冷却时间的比值。选择的周期不是特别重要。最重要的是根据您的负载需求它是重负载。或清除负载,选择较长的制动时间。

值得注意的是,制动电阻的功率不是越大越好,必须小于2.4倍变频器额定功率,还要考虑续流二极管的负载能力。

制动电阻的阻值不能太小,否则会烧毁变频器。最小允许电阻值在手册中有说明

制动周期实际上就是电子开关的通断比。其开关比是固定的(设置此参数后),但实际制动时间不固定,而是随电机制动情况而变化。

也许1S完成制动,也许10S完成制动。直流母线充电取决于你的制动电流的积累,以及制动单元和制动电阻的放电能力,决定了制动单元的制动过程。

制动周期的参数设置不是主要的。主要是选择满足制动要求的制动电流,保证制动过程中直流母线电压保持相对稳定,不会继续升高。

也就是说,制动设计技术是通过确定制动电阻的阻值和功率,保证制动过程中逆变器直流母线电压恒定,电阻不会因发热而迅速老化。至于制动周期的参数,设置为5%或者100%,我觉得是可以的。只影响制动的瞬态过程,不影响最终的制动结果

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