什么叫制動(dòng)電阻?制動(dòng)電阻的功用及選型

什么叫制動(dòng)電阻?制動(dòng)電阻的功用及選型

制動(dòng)電阻，是波紋電阻的一種，主要用于變頻器控制電機(jī)快速停車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)中，幫助電機(jī)將其因快速停車(chē)所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。 也叫波紋電阻，剎車(chē)電阻，充電電阻，放電電阻

　　一、制動(dòng)電阻的組成　

　 1.1、陶 瓷 管：是合金電阻絲的骨架，同時(shí)具有散熱器的功效;

　　1.2、合金電阻絲：扁帶波浪形狀，纏繞在陶瓷管表面上，負(fù)責(zé)將電機(jī)的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能;

　　1.3、涂 層：涂在合金電阻絲的表面上，具有耐高溫的特性，功用是阻燃;

　　二、制動(dòng)電阻的功用

　　2.1、保護(hù)變頻器不受再生電能的危害

　　電機(jī)在快速停車(chē)過(guò)程中，由于慣性作用，會(huì)產(chǎn)生大量的再生電能，如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能，就會(huì)直接作用于

　　

　　變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)電阻變頻器的直流電路部分，輕者，變頻器會(huì)報(bào)故障，重者，則會(huì)損害變頻器;制動(dòng)電阻的出現(xiàn)，很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，保護(hù)變頻器不受電機(jī)再生電能的危害;

　　2.2、保證電電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行

　　制動(dòng)電阻將電機(jī)快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，這樣再生電能就不會(huì)反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中，不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。

　　三、制動(dòng)電阻阻值的選擇

　　制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外，與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇，

　　功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則：應(yīng)保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力，即：R > 800/Ic

　　其中：800 —— 變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。

　　Ic —— 制動(dòng)單元的最大允許電流。

　　為充分利用所選用的變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)單元的容量，通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的最小值為最經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率。在某些情況下，并不需要很大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率，從而減少購(gòu)買(mǎi)制動(dòng)電阻所需的費(fèi)用，這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒(méi)有得到充分利用。

　　四、制動(dòng)電阻電阻功率的計(jì)算

　　在選定了制動(dòng)電阻的阻值以后，應(yīng)該確定制動(dòng)電阻的功率值，制動(dòng)電阻功率的選取相對(duì)比較繁瑣，它與很多因素有關(guān)。

　　制動(dòng)電阻消耗的瞬時(shí)功率按下式計(jì)算：P 瞬= 7002 /R

　　按上式計(jì)算得到的制動(dòng)電阻功率值是制動(dòng)電阻可以長(zhǎng)期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值，然而制動(dòng)電阻并非是不間斷的工作，這種選

　　取存在很大的浪費(fèi)，在本產(chǎn)品中，可以選擇制動(dòng)電阻的使用率，它規(guī)定了制動(dòng)電阻的短時(shí)工作比率。制動(dòng)電阻實(shí)際消耗的功率按下式計(jì)算：

　　P 額=7002 /R×rB% rB%：制動(dòng)電阻使用率。

　　實(shí)際使用中，可以按照上式選擇制動(dòng)電阻功率，也可以根據(jù)所選取的制動(dòng)電阻阻值和功率，反過(guò)來(lái)計(jì)算制動(dòng)電阻所能夠承受的使用率，從

　　而正確設(shè)置，避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞。

　　五、制動(dòng)電阻使用率的確定

　　制動(dòng)電阻使用率規(guī)定了制動(dòng)電阻的使用效率，以避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞，它會(huì)影響制動(dòng)單元的制動(dòng)效果。

　　制動(dòng)電阻的使用率設(shè)置越低，電阻的發(fā)熱程度越小，電阻上消耗的能量越少，制動(dòng)效果越差。同時(shí)，制動(dòng)單元的容量也沒(méi)有得到充分利用。

　　理論上講，制動(dòng)電阻使用率為100%時(shí)，對(duì)制動(dòng)單元容量的利用最充分，制動(dòng)效果也最明顯，然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率的代價(jià)，使用者應(yīng)

　　綜合考慮。

　　在制動(dòng)電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下，對(duì)于減速較慢的大慣性負(fù)載，選取較低的電阻使用率會(huì)取得較好的效果。對(duì)于需要快速停機(jī)

　　的負(fù)載，宜選取較大制動(dòng)電阻使用率。

　　六、制動(dòng)電阻的降額選擇

　　按照上述方法計(jì)算得到的制動(dòng)電阻功率是足夠的，根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，還可以進(jìn)一步降額選擇。

　　6.1、非重復(fù)制動(dòng)

所謂非重復(fù)制動(dòng)，是指拖動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)只有一次減速制動(dòng)過(guò)程，因此制動(dòng)電阻在該段時(shí)間內(nèi)只有一次制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖消耗能量的過(guò)程，制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖動(dòng)電阻的功率也因此可以進(jìn)一步減小，減小的幅度決定于制動(dòng)電阻的耐沖擊能力和單次減速制動(dòng)的動(dòng)作時(shí)間。





不考慮制動(dòng)電阻耐沖擊能力的因素，在非重復(fù)制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)電阻的功率降額與單次減速制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)《圖：制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖》；　　

制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖

可見(jiàn)，在制動(dòng)時(shí)間小于10S的情況下，制動(dòng)電阻的功率可選擇到降額到20%以下。

　　6.2、重復(fù)制動(dòng)

　　有些機(jī)械是需要反復(fù)制動(dòng)的，如起重機(jī)械和龍門(mén)刨床等，在重復(fù)制動(dòng)且制動(dòng)時(shí)間較短的情況下，制動(dòng)電阻的選用功率P 選用與制動(dòng)占空比(每次制動(dòng)時(shí)間tb與每?jī)纱沃苿?dòng)之間的時(shí)間間隔tc之比tb/tc)有近似線性關(guān)系。制動(dòng)占空比越小，制動(dòng)電阻功率的降額使用的幅度越大(P 選用/P 額越小)。通過(guò)《圖：制動(dòng)電阻功率與制動(dòng)占空比的關(guān)系圖》可了解這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　

制動(dòng)電阻功率與制動(dòng)占空比的關(guān)系圖

　　制動(dòng)電阻功率與制動(dòng)占空比的關(guān)系圖注意：當(dāng)制動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)且反復(fù)制動(dòng)的情況下，制動(dòng)電阻功率的選擇應(yīng)考慮留有一定的余量。