制動(dòng)單元供應(yīng)商提醒您：隨著工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展，變頻器使用頻率已經(jīng)越來(lái)越高，為了達(dá)到生產(chǎn)效益最大化，往往會(huì)增加變頻器配套設(shè)備，如能耗制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來(lái)提高生產(chǎn)效益，下面就從變頻器能耗制動(dòng)特點(diǎn)、不足及構(gòu)成的基礎(chǔ)上，淺析變頻器能耗制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻的優(yōu)化選擇方法。

　　1.變頻器能耗制動(dòng)

　　能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)設(shè)置制動(dòng)單元組件，將再生電能消耗在制動(dòng)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簡(jiǎn)單的方法，它將再生能量通過(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，此電阻被稱為電阻制動(dòng)。

　　能耗制動(dòng)的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，不足是在制動(dòng)過(guò)程中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能也在下降，于是電動(dòng)機(jī)的再生能力和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也在減小，所以在慣性較大的拖動(dòng)系統(tǒng)中，常會(huì)出現(xiàn)在低速時(shí)停不住，而產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象，從而影響停車時(shí)間或停位的準(zhǔn)確性。因此能耗制動(dòng)僅適用于一般負(fù)載的停車。能耗制動(dòng)包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

　　(1)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)，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，內(nèi)置式適用于小功率的通用變頻器，外置式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。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，制動(dòng)單元都是作為接通制動(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。

　　(2)制動(dòng)電阻

　　制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)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合金電阻兩種：波紋電阻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;鋁合金電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于要求高的惡劣環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

　　能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)(包括被拖動(dòng))，電動(dòng)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;制動(dòng)單元采樣母線電壓，當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元設(shè)置的導(dǎo)通值時(shí)，制動(dòng)單元的功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻;制動(dòng)電阻將電能轉(zhuǎn)換為熱能，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，直流母線電壓也降低;當(dāng)母線電壓降至制動(dòng)單元設(shè)定的關(guān)斷值時(shí)，制動(dòng)單元的開(kāi)關(guān)功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)。

　　制動(dòng)單元與變頻器之間，以及制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻之間的配線距離要盡可能短(線長(zhǎng)在2m以下)，導(dǎo)線截面要滿足制動(dòng)電阻泄放電流的要求。制動(dòng)單元在工作時(shí)，制動(dòng)電阻將大量發(fā)熱，應(yīng)使制動(dòng)電阻有良好的散熱條件，連接制動(dòng)電阻的導(dǎo)線要使用耐熱導(dǎo)線，導(dǎo)線勿觸及制動(dòng)電阻器。制動(dòng)電阻應(yīng)使用絕緣擋片固定牢固，安裝位置要確保良好散熱，制動(dòng)電阻器柜內(nèi)安裝時(shí)應(yīng)將制動(dòng)電阻安裝在變頻柜的頂部。

　　2.制動(dòng)單元的選擇

　　一般情況下，在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%～22%左右，為此計(jì)算出所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)距小于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的18%～22%就無(wú)需接制動(dòng)裝置。

　　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)。

　　3.制動(dòng)電阻的優(yōu)化選擇

　　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)部電容的容量。

　　制動(dòng)電阻的阻值太大，制動(dòng)不迅速，太小了制動(dòng)用開(kāi)關(guān)元件很容易損壞。一般當(dāng)負(fù)載慣量不太大時(shí)，認(rèn)為電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)最大有70%能量消耗于制動(dòng)電阻，30%的能量消耗于電動(dòng)機(jī)本身及負(fù)載的各種損耗上。

　　低頻度制動(dòng)的制動(dòng)電阻的耗散功率一般為電動(dòng)機(jī)功率的(1/4～1/5)，在頻繁制動(dòng)時(shí)，耗散功率要加大。有的小容量的變頻器內(nèi)部裝有制動(dòng)電阻，但在高頻度或重力負(fù)載制動(dòng)時(shí)，內(nèi)裝制動(dòng)電阻的散熱量不足，容易損壞，此時(shí)要改用大功率的外接制動(dòng)電阻。各種制動(dòng)電阻都應(yīng)選用低電感結(jié)構(gòu)的電阻器;連接線要短，并使用雙絞線或平行線，采取低電感措施是為了防止和減少電感能量加到制動(dòng)開(kāi)關(guān)管上，造成制動(dòng)開(kāi)關(guān)管損壞。如果回路的電感大、電阻小，將會(huì)造成制動(dòng)開(kāi)關(guān)管損壞。

　　制動(dòng)電阻與使用電動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩有密切關(guān)系，而電動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩在運(yùn)行時(shí)是變化的，因此準(zhǔn)確計(jì)算制動(dòng)電阻比較困難，通常情況是采用經(jīng)驗(yàn)公式取一個(gè)近似的值。

　　RZ>=(2×UD)/Ie式中：Ie變頻器額定電流;UD變頻器直流母線電壓

　　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)，變頻調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率一般可用下式求得：

　　PB=K×Pav×η%式中：PB為制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率;K為制動(dòng)電阻降額系數(shù);Pav為制動(dòng)期間平均消耗功率;η為制動(dòng)使用率。

　　各變頻器生產(chǎn)廠家為了減少制動(dòng)電阻的阻值檔次，常對(duì)若干種不同容量的電動(dòng)機(jī)提供相同阻值的制動(dòng)電阻。因此，在制動(dòng)過(guò)程中所得到的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的差異是較大的。例如，艾默生TD3000系列變頻器對(duì)于配用電動(dòng)機(jī)容量為22kW、30kW和37kW的變頻器，所提供的制動(dòng)電阻規(guī)格，都是3kW、20Ω。制動(dòng)單元在直流電壓為700V時(shí)導(dǎo)通，則制動(dòng)電流為：

　　IB=700/20=35A

　　制動(dòng)電阻的功率為：

　　PB0=(700)2/20=24.5kW

　　用于變頻調(diào)速系統(tǒng)的制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻，是具有再生能量及要求準(zhǔn)確停車的變頻調(diào)速系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必須配置，所以正確選用變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí)應(yīng)優(yōu)化選擇制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻，不但可以減少變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障的機(jī)會(huì)，也可使所設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速系統(tǒng)具有高的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。