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    外接制動電阻對變頻器有什么作用?  
      在變頻調速系統中,電機的降速和停機都是通過逐漸降低頻率來實現的,在降低頻率的瞬間,電機的同步轉速會相應降低,但是由于機械慣性,電機的轉子轉速卻保持不變。當同步轉速小于電動機轉速時,電流相位在180度左右變化,電機由電動狀態變為發電狀態;同時,電機軸上的扭矩也轉化為制動扭矩。使電機轉速迅速下降,電機再次制動。續流二極管對電機再生電能進行完全波整流,再回饋給直流電路。

    因為直流電路的電能不能通過整流橋回饋給電網,只能由變頻器自身的電容吸收,雖然其它部分也可以消耗電能,但是電容還有短時的電荷積聚,形成“泵升電壓”,使直流電壓升高。直流電壓太高會對設備的各個部件造成損壞。


     所以,對于在發電制動狀態下的負荷,必須采取必要措施處理這部分再生能量。處置再生能源的方法:能量消耗制動和反饋制動。


    能耗制動的工作方式


    能耗制動的方法是在變頻器DC側增加一個放電電阻單元組件,消耗功率電阻上的再生電能實現制動。這是處理再生能量最直接的方式,就是通過專門的能耗制動電路,將電阻器上的再生能量消耗掉,轉化為熱能,所以也稱之為“電阻制動”,它包括制動單元和制動電阻器兩部分。


    制動單元


    制動器的作用是當直流回路的電壓 d超過規定的極限(例如660 V或710 V)時,連接耗能電路,使直流回路在經過制動電阻后以熱能釋放能量。制動器可以分為內制動器和外制動器兩種,前者為小功率通用制動器,后者為大功率制動器或對制動器有特殊要求的制動器。理論上,兩者沒有區別,都是作為接通制動電阻的“開關”,它包括了功率管,電壓采樣比較電路和驅動電路。


    制動電阻


    制動電阻是用來以熱能的形式消耗電機再生能量的載體,它包括電阻值和功率容量兩個重要參數。一般工程上廣泛使用的是波紋電阻和鋁合金電阻:前者采用垂直波紋面降低寄生電感,采用高阻燃無機涂層,有效保護電阻絲不老化,延長其使用壽命;后者電阻具有耐候性和抗振性,優于傳統的瓷骨架電阻。它廣泛應用于要求高、安裝容易、安裝牢固、散熱器安裝容易、外形美觀的惡劣工業控制環境中。


    制動過程


    能耗制動的過程如下:


    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/(0.1047*(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為 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


    由于制動電阻是短時工作系統,根據電阻的特性和技術指標,我們知道電阻的標稱功率會小于通電時的功耗,一般可以通過以下公式得到:


    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(阻力制動)的優點是結構簡單,缺點是運行效率降低,尤其是頻繁制動時,會消耗大量的能量,增加制動阻力的能力。


    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,且制動電阻的容量將增大。


    MM440 一起使用的制動電阻如何起到其作用


    使用制動電阻時應注意:制動周期在 P1237 中選擇,同時應將 P1240 設置為 0 用以禁止直流電壓控制器。切記!不然,制動單元是不工作的,所以制動電阻也不發熱!


    使用直流母線電壓調節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轉矩而實現的,所以要慎用;


    制動電阻的的制動周期主要是斬波器的接通時間和制動電阻的冷卻時間的比,選擇什么樣的周期并不是特別重要,最重要的是根據你的負載需要,是重載還是清載,制動時間的長來選擇。


    值得注意的是制動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,另要考慮續流二極管的帶載能力。


    制動電阻的阻值要不能太小,否則會燒毀變頻器,在使用大全內說明了允許的最小阻值


    制動周期,其實就是電子開關的通斷比。他的通斷比是固定的(當你設置這個參數以后),但是實際制動時間長短,不是固定的,是隨著電機制動工況變化的。


    也許 1S 完成制動,也許 10S 完成制動。這要看你的制動電流對直流母線充電的積累與制動單元和制動電阻放電的能力情況,決定制動單元的制動過程。


    制動周期的參數設置不是主要,主要的是選擇制動電流能夠滿足制動要求且保證在制動過程中的直流母線電壓保持相對穩定不會繼續升高。


    換言之,制動器設計的技巧是,通過確定制動器電阻和功率的阻值,保證制動器制動過程使變頻器直流母線電壓恒定,并且不會因為發熱而迅速老化。關于制動周期的參數,設為5%或100%,我想都沒問題。這僅影響制動的暫態過程,而不影響制動的最終結果。



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