制動(dòng)電阻的原理和作用

發(fā)布時(shí)間: 2023-10-25 20:16　　作者: 上海穩達　　來(lái)源: www.badadeals.com

制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)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?jì)蓚€(gè)重要的參數。制動(dòng)電阻主要是用來(lái)消耗伺服電機制動(dòng)（急停）時(shí)產(chǎn)生的能量，不然可能會(huì )燒壞驅動(dòng)器。

一、什么是制動(dòng)電阻

變頻器帶動(dòng)的電機或其他感性負載在停機的時(shí)候，一般都是采用能耗制動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現的，就是把停止后電機的動(dòng)能和線(xiàn)圈里面的磁能都通過(guò)一個(gè)別的耗能元件消耗掉,從而實(shí)現快速停車(chē)。當供電停止后，變頻器的逆變電路就反向導通，把這些剩余電能反饋到變頻器的直流母線(xiàn)上來(lái)，直流母線(xiàn)上的電壓會(huì )因此而升高，當升高到一定值的時(shí)候，變頻器的制動(dòng)電阻就投入運行，使這部分電能通過(guò)電阻發(fā)熱的方式消耗掉，同時(shí)維持直流母線(xiàn)上的電壓為一個(gè)正常值。

二、制動(dòng)電阻原理

當伺服電機制動(dòng)的時(shí)候，該伺服電機處于發(fā)電狀態(tài)。這意味著(zhù)能量將會(huì )返回到伺服驅動(dòng)器的直流母線(xiàn)上。因為直流母線(xiàn)包含電容，所以直流母線(xiàn)電壓會(huì )上升。電壓增加的多少取決于開(kāi)始制動(dòng)時(shí)電機的動(dòng)能以及直流母線(xiàn)上電容的容量。如果制動(dòng)動(dòng)能大于直流母線(xiàn)上的電容量，同時(shí)直流母線(xiàn)上沒(méi)有其他驅動(dòng)器容納該能量，那么驅動(dòng)器將會(huì )通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)消耗該能量，或者將其反饋給供電電源.

三、制動(dòng)電阻作用

電機減速時(shí)，過(guò)大的設備慣量會(huì )將電動(dòng)機變成發(fā)電機，這是出于發(fā)電運行狀態(tài)，電機反向給變頻器供電，這會(huì )造成變頻器過(guò)壓報警。為了釋放這部分能量，采用增大電阻功率（適當減小電阻值）的方法來(lái)實(shí)現的。也有采用可反向供電到電源回路的，這在共直流母線(xiàn)的變頻系統中運用的比較多，可節能。制動(dòng)電阻和發(fā)電效果是一樣的，可防止變頻器減速過(guò)壓，減小減速距離，提高動(dòng)態(tài)性能。

電機內置制動(dòng)器一般是做最后停車(chē)制動(dòng)的，而不做減速制動(dòng)，這和電阻制動(dòng)是有本質(zhì)區別的，因為電阻制動(dòng)只有電機減速的過(guò)程中有作用，在電機停止后是沒(méi)有效果的，必須采用剎車(chē)才能讓電機保持靜止（有位能負載）。

四、什么時(shí)候需要制動(dòng)電阻

在變頻調速系統中，電機的降速和停機是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉子轉速未變。當同步轉速小于轉子轉速時(shí)，轉子電流的相位幾乎改變了180度，電機從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機軸上的轉矩變成了制動(dòng)轉矩，使電機的轉速迅速下降，電機處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機再生的電能經(jīng)續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(wú)法通過(guò)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(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

因此在機械慣性比較大的系統中，需要采用制動(dòng)電阻，如升降機、數控機床、提升機等

五、制動(dòng)電阻計算

制動(dòng)電阻的選型：動(dòng)作電壓710V

1) 電阻功率（千瓦）=電機千瓦數*(10%--50%)，

2) 制動(dòng)電阻值（歐姆）

粗略算法：R=U/2I~U/I 在我國，直流回路電壓計算如下：U=380*1.414*1.1V=600V

其中，

R：電阻阻值

U：直流母線(xiàn)放電電壓，

I：電機額定電流

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