變頻器使用制動電阻的原因
本文將通過變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，來為大家說明變頻器使用制動電阻的原因!
變頻器之所以會用到電阻器其實是為了消除變頻器工作中產(chǎn)生的再生能量。下面的變頻器工作過程，說明了這些再生能量是如何產(chǎn)生的。
(制動電阻)
在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài);與此同時，電機軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電機的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機處于再生制動狀態(tài)。電機再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。
因此，對于負載處于發(fā)電制動狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動和回饋制動. 這兩種方法中就包含了對制動電阻的使用!
變頻器制動電阻與制動單元的選擇
本文教您如何正確的對變頻器制動電阻選擇!您應(yīng)該通過以下幾個步驟進行變頻器制動電阻選擇!以便適用與變頻器!
1、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩
在對變頻器制動電阻選擇時，首先應(yīng)該估算出制動轉(zhuǎn)矩，方法如下：
=((電機轉(zhuǎn)動慣量+電機負載測折算到電機測的轉(zhuǎn)動慣量)*(制動前速度-制動后速度))/375*減速時間-負載轉(zhuǎn)矩
一般情況下，在進行電機制動時，電機內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置;
2、接著計算制動電阻的阻值
變頻器制動電阻選擇的第二步應(yīng)該是計算制動電阻的阻值，方法如下：
=制動元件動作電壓值的平方/(0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機額定轉(zhuǎn)矩)*制動前電機轉(zhuǎn)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(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。
3、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(jù)，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
變頻器制動電阻選擇
4、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(jù)電阻的特性和技術(shù)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(shù) 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(電阻制動)的優(yōu)點是構(gòu)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。
能耗制動與制動電阻
一、能耗制動的工作方式
(制動單元)
能耗制動采用的方法是在變頻器直流側(cè)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(xiàn)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(zhuǎn)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(guī)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(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。
二、能耗制動的過程
制動電阻箱
A、當電機在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(包括被拖動)，電機即以發(fā)電狀態(tài)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(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)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(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低;
D、母線電壓降至制動單元要關(guān)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(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運行。
以上即為能耗制動過程!
