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变频器制动单元与制动电阻如何匹配

变频器制动单元与制动电阻如何匹配

作者:
2019/05/10 15:09

  变频器制动单元供应商提醒您:不少的生产机械在运行过程中需要快速地减速或停车,而有些设备在生产中要求保持若干台设备前后一定的转速差或者拉伸率,这时就会产生发电制动的问题,使电机运行在第二或第四象限。然而在实际应用中,由于大多通用变频器都采用电压源的控制方式,其中间直流环节有大电容钳制着电压,使之不能迅速反向,另外交直回路又通常采用不可控整流桥,不能使电流反向,因此要实现回馈制动和四象限运行就比较困难。变频器直流侧加放电电阻单元组件,将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。小功率制动单元一般在变频器内部,外部只接制动电阻。大功率的制动单元由外接的制动单元接到变频器母线上。当电动机制动时,电动机的电能反馈回母线,使母线电压升高,升高到一定值时,开通制动单元的开关管,用制动电阻消耗母线上一部分电能,维持母线电压不继续往上升高,使电动机能量消耗在制动电阻上,从而获得制动力矩。

 

  制动单元的导线长度一般不大于5m,接到变频器的直流母线(p+、n端),要使用双绞线或密着平行线,其目的是减少电感,导线的截面应不小于电动机输电线的1/2~1/4。

 

  (1)制动电阻的选择

  制动电阻的阻值不是随便选用的,它有一定范围。太大了,制动不迅速,太小了制动用开关元件很容易烧毁。一般当负载惯量不太大时,认为电动机制动时最大有70%能量消耗于制动电阻,30%的能量消耗于电动机本身及负载的各种损耗上,此时制动电阻值的计算见式(4-3):

(4-3)

  式中 P-电动机功率,kW;

  Uc-制动时母线上的电压,V。

  一般对于三相380V电源,Uc~700V;单相220V时,Uc≈390V,代入式(4-3)中,可得出:

  三相380V时制动电阻阻值为:R=700/P

  单相220V时制动电阻阻值为:R=217/P

  低频度制动的制动电阻的耗散功率一般为电动机功率的1/4~1/5;在频繁制动时,耗散功率要加大。

 

  有的小变频器内部装有制动电阻,但在高频度或重力负载制动时,内装制动电阻的散热量不足,容易烧毁,此时要改用大功率的外接制动电阻。各种制动电阻都应选用低电感结构的电阻器;连接线要短;并使用双绞线或密着平行线;采用如此低电感措施的原因是为了防止和减少电感能量加到制动管上,造成制动管损坏;制动电阻值不能过分小;如果回路的电感大、电阻又小,将对制动管不利,会造成损坏。

 

  为了确保制动单元内功率管不被损坏,制动电阻不得小于式4-3的计算值,但太大了制动效果不好,所以要适当。

 

  (2)制动单元的选择

  在进行制动单元的选择时,制动单元工作的最大电流是选择的唯一依据.其计算公式如下:

  IZD=UD/Rz

  式中 IZD——制动电流瞬时值;

  UD一一变频器直流母线电压。

 

  制动单元与变频器之间,以及制动单元与电阻之间的配线距离要尽可能短(线长在2m以下),导线要足够粗;制动单元在工作时,电阻将大量发热,应此要充分注意散热,并使用耐热导线,导线请勿触及电阻器;放电功率电阻应使用绝缘挡片固定牢固,安装位置要确保良好散热,建议电阻器安装在电控柜顶部。