為什麼有的變頻器負載需要加制動電阻?能舉例說明嗎?

不著與相


誠邀

答:一般在大慣量負載及頻繁啟停(制動)、快速減速的場合都需要加裝制動單元和制動電阻。目的是將制動過程中產生多餘的電能通過電阻能消耗掉。因為如果不消耗掉多餘的電能變頻器會報過壓等故障。(當然也可以加裝能量回饋單元(或者選擇四象限變頻器),這樣可以將多餘的電能回饋到電網上去,當然這個成品比較高,故而一般選擇加裝制動單元和制動電阻。)

基本廠家18.5KW以下不需加裝制動單元,只加制動電阻就可以了。因為18.5KW以下變頻器廠家已經內置了制動單元。18.5KW以上需要同時加裝制動單元和制動電阻。

舉例說明:

1:頻繁啟停場合:印刷機械(需頻繁正反轉操作)

2:快速制動場合:電梯設備,起重設備,車床

3:大慣量負載場合:球磨機設備等。

制動單元,制動電阻的接線方式及電阻值的選型,參考下圖即可。


電阻值選型:


工控姚


為什麼有的變頻器負載需要加制動電阻?

制動電阻用來幹什麼的?制動電阻為了防止直流電壓過高,將直流電路中多餘的電能通過制動電阻轉換為熱能從而散發出去,這就是制動電阻的作用。

為什麼要用制動電阻,這要從制動轉矩說起。

制動轉矩如何產生?若電機的轉子轉速超過旋轉磁場轉速,此時的電機相當於發電機,那麼所產生的電磁轉矩將變為制動轉矩。這裡的旋轉磁場轉速也就是同步轉速。

例如電機正常運行時,其轉子轉速是低於同步轉速的,轉子繞組切割磁力線方向磁場旋轉方向相反,轉差方向也與磁場旋轉方向相反。假如把電機運行頻率降低,當頻率降低的瞬間,同步轉速立刻下降,但是由於拖地系統的慣性的緣故,電機的轉子轉速不能立刻下降,導致電機轉子轉速大於同步轉速,使得轉子繞組切割磁力線方向與原來相反,從而使轉子繞組中感應電動勢和感應電流方向及產生的電磁轉矩方向都和原來相反,導致電機處於發電機狀態,所以產生的電磁轉矩將變為制動轉矩。

既然使得電機變成發電機,對變頻器有何影響?


當電機處於發電機狀態則發出電流,經過變頻器的逆變橋的反並聯二極管進行全波整流,然後向濾波電容器進行充電,使直流電路電壓升高。當直流電路的電壓升高到一定限制時,變頻器因素過電壓而跳閘,那麼變頻器的逆變橋將會即可封鎖死,使得電機處於自由制動狀態。

因此為了電機不處於自由制動狀態,那麼必須配置制動電阻來消耗直流電路中多餘的能量,通過其來轉化為熱能散發掉。綜上所述。要用制動電阻來解決問題的負載都是大功率負載,主要是大功率負載的慣性因素所導致的。


工業自動化小白


為什麼有的變頻器負載需要加制動電阻?能舉例說明嗎?

答:這裡涉及到制動單元的外接制動電阻的選擇問題;

對於提升負載、頻繁啟停及快速制動的場合,例如電梯、收放卷機、離心機等,需要配置制動電阻,這樣可將電動機在負載下降及制動過程中產生的電能通過調速系統中的制動電阻或制動單元消耗掉(稱為能耗制動)。


制動單元的功能是當直流回路電壓超過規定的限值(如660V或:710V)時,接通耗能電路,使直流回路通過制動電阻以熱能方式釋放能量。制動單元作為接通制動電阻的“開關”,由功率管、電壓採樣比較電路和驅動電路等組成。

對於7.5kW及以下的小容量變頻器,一般在其制動單元中隨機出廠裝有制動電阻;對於7.5kW以上的變頻器,則必須通過計算,選擇合適的制動電阻。

① 制動電阻阻值的選擇

根據各說明書提供的數據統計結果,制動電阻的阻值粗略估算如下。當通過制動電阻的電流等於電動機額定電流的50%時,所得到的制動轉矩約等於電動機的額定轉矩,用公式表達如下:

Ib=Udh/Rb=0.5 Ied

Rb=2Udh/Ied

Tb≈Ted

式中Ib為通過制動電阻的電流,A;

Udh為直流電壓上限值,V;

Rb為制動電阻的阻值,Ω;

led為電動機額定電流,A;

Tb為制動轉矩,N.m;

Ted為電動機額定轉矩,N.m

通常取Tb=(0.8~2.0)Ted,所以制動電阻的取值範圍為

Rb=2.5Udh/Ied≈Udh/Ied

由此可見,所選取制動電阻的阻值並不是很嚴格。

②制動電阻容量的選擇

當制動電阻接入電路時,它所消耗的電功率為Pbo=U²dh/Rb 式中Pbo為制動電阻接入電路時消耗的功率,KW。

由於制動電阻常常是斷續工作的,因此實際容量可按照下式修正:Pb=αPbo 式中的α為修正係數,當Ped≦18.5kw時,α=0.11~0.3,當Ped≥22kw時,α=0.25~0.40選取即可。

下圖所示為部分變頻器生產廠家提供的制動電阻的阻值與容量。

制動電阻的選擇,需要根據實際應用系統中電機發電的功率來確定,它與系統慣性、減速時間、位能負載的能量等都有關係,所以說在設置上要詳細瞭解自己所使用的變頻器功能碼及系列參數設置範圍;另外一定要注意制動電阻器的接入端子與制動電阻的散熱方式。

以上為個人經驗之談,僅供提問者和頭條上有類似需要了解的閱讀者們參考。希望對大家有一點幫助。

知足常樂2019.5.3日於上海


知足常樂98954541


慣性大,需要短時間內停止的負載需要加裝制動電阻


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