1 引言 目前市場(chǎng)上變頻器的制動(dòng)方法大致有三種:能耗制動(dòng),直流制動(dòng)剎車電阻,回饋(再生)制動(dòng)。 目前關(guān)于制動(dòng)電阻的計(jì)算方法有很多種,從工程的角度來講要精確的計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值和功率在實(shí)際應(yīng) 用過程中不是很實(shí)際,主要是部分參數(shù)無法精確測(cè)量。目前通常用的方法就是估算方法,由于每一個(gè)廠家 的計(jì)算方法各有不同,因此計(jì)算的結(jié)果不大一致。 2 制動(dòng)電阻的介紹 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剎車電阻, 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,并選用高阻燃無機(jī)涂層,有效保護(hù)電阻絲不被老化,延長(zhǎng)使用壽命,臺(tái)達(dá)原廠配置的就是這樣的 電阻;鋁合金電阻易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀,高散熱性的鋁合金外盒全包封結(jié)構(gòu),具有極強(qiáng) 的耐振性,耐氣候性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性;體積小、功率大,安裝方便穩(wěn)固,外形美觀,廣泛應(yīng)用于高度惡劣工 業(yè)環(huán)境使用。 3 制動(dòng)電阻的阻值和功率計(jì)算 3.1 剎車使用率 ED% 制動(dòng)使用率 ED%,也就是臺(tái)達(dá)說明書中的剎車使用率 ED%。剎車使用率 ED%定義為減速時(shí)間 T1 除以減速 的周期 T2,制動(dòng)剎車使用率主要是為了能讓制動(dòng)單元和剎車電阻有充分的時(shí)間來散除因制動(dòng)而產(chǎn)生的熱量; 當(dāng)剎車電阻發(fā)熱時(shí),電阻值將會(huì)隨溫度的上升而變高,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩亦隨之減少。
剎車使用率 ED%=制動(dòng)時(shí)間/ 剎車周期=T1/T2*100%。(圖 1)圖 1 剎車使用率 ED%定義 現(xiàn)在用一個(gè)例子來說明制動(dòng)使用率的概念:10%的制動(dòng)頻率可以這樣理解,如果制動(dòng)電阻在 10 秒鐘能夠消 耗掉 100%的功率,那么制動(dòng)電阻至少需要 90 秒才能把產(chǎn)生的熱量散掉。 3.2 制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷簻?zhǔn)位 當(dāng)直流母線電壓大于等于制動(dòng)電壓準(zhǔn)位(甄別閾值)時(shí),剎車單元?jiǎng)幼鬟M(jìn)行能量消耗。臺(tái)達(dá)制動(dòng)電壓準(zhǔn)位 如表 1 所示。3.3 制動(dòng)電阻設(shè)計(jì) (1)工程設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明,當(dāng)放電電流等于電動(dòng)機(jī)額定電流的一半時(shí),就可以得到與電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩相 同的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩了,因此制動(dòng)電阻的粗略計(jì)算是:其中: 制動(dòng)電壓準(zhǔn)位電機(jī)的額定電流為了保證變頻器不受損壞,強(qiáng)制限定當(dāng)流過制動(dòng)電阻的電流為額定電流時(shí)的電阻數(shù)值為制動(dòng)電阻的最小數(shù) 值。選擇制動(dòng)電阻的阻值時(shí),不能小于該阻值。根據(jù)以上所敘,制動(dòng)電阻的阻值的選擇范圍為:制動(dòng)電阻的耗用功率 當(dāng)制動(dòng)電阻在直流電壓為的電路工作時(shí),其消耗的功率為:耗用功率的含義:如果電阻的功率按照此數(shù)值選擇的話,該電阻可以長(zhǎng)時(shí)間的接入在電路里工作。 現(xiàn)場(chǎng)中使用的電阻功率主要取決于剎車使用率 ED%。
因?yàn)橄到y(tǒng)的進(jìn)行制動(dòng)時(shí)間比較短,在短時(shí)間內(nèi),制動(dòng) 電阻的溫升不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升。因此,決定制動(dòng)電阻容量的原則是,在制動(dòng)電阻的溫升不超過其允許數(shù) 值(即額定溫升)的前提下,應(yīng)盡量減小容量,粗略算法如下:為制動(dòng)電阻的降額系數(shù) 為實(shí)際的選用電阻阻值 為制動(dòng)電阻的功率(2)設(shè)計(jì)舉例。根據(jù)以上的公式我們可以大致的推算出來我們需要的制動(dòng)電阻的阻值和功率。以臺(tái)達(dá) VF D075F43A 變頻器驅(qū)動(dòng) 7.5KW 的電機(jī)作為例來說明,7.5KW 電機(jī)額定電流是 18A,輸入電壓 AC460,則有:??因此制動(dòng)電阻的阻值取值范圍:選擇電阻阻值要選擇市場(chǎng)上能夠買到的型號(hào)和功率段為宜,選擇阻值 75 歐。716W根據(jù)實(shí)際的情況可以在計(jì)算的數(shù)值功率上適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。 4 結(jié)束語 制動(dòng)電阻的阻值和功率的計(jì)算都是從工程的角度來考慮的,因此在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況 進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑搫?dòng),最終形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)適用的選擇方案。
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