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能耗制動的工作方式

日期: 2019-04-16
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  變頻器制動單元供應商提醒您:能耗制動采用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來實現制動。這是一種處理再生能量的最直接的辦法,它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上,轉化為熱能,因此又被稱為“電阻制動”,它包括制動單元和制動電阻二部分。


  制動單元


  制動單元的功能是當直流回路的電壓Ud超過規定的限值時(如660V或710V),接通耗能電路,使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內置式和外置式二種,前者是適用于小功率的通用變頻器,后者則是適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講,二者并無區別,都是作為接通制動電阻的“開關”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅動電路。


  制動電阻


  制動電阻是用于將電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。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量,并選用高阻燃無機涂層,有效保護電阻絲不被老化,延長使用壽命;后者電阻器耐氣候性、耐震動性,優于傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用于高要求惡劣工控環境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀。


  制動過程


  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。


  安裝要求


  制動單元與變頻器之間,以及制動單元與電阻之間的配線距離要盡可能短(線長在2m以下),導線要足夠粗;


  制動單元在工作時,電阻將大量發熱,應此要充分注意散熱,并使用耐熱導線,導線請勿觸及電阻器;


  放電功率電阻應使用絕緣擋片固定牢固,安裝位置要確保良好散熱,建議電阻器安裝在電控柜頂部。


  制動單元與制動電阻的選配


  A、首先估算出制動轉矩

  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

  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:

  D、最后計算制動電阻的標稱功率


  由于制動電阻為短時工作制,因此根據電阻的特性和技術指標,我們知道電阻的標稱功率將小于通電時的消耗功率,一般可用下式求得:


  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%


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