臺(tái)達(dá)變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)

1、變頻與調(diào)速懈迫札與才堂制應(yīng)田，（）臺(tái)達(dá)變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)劉元?jiǎng)偅ㄖ羞_(dá)電通股份有限公司北京分公司產(chǎn)品處，北京）摘要：變頻器的選擇對(duì)于用戶前期的設(shè)計(jì)選型有至關(guān)重要的作用。介紹了臺(tái)達(dá)變頻器的制動(dòng)電阻選擇基本原則和方法。制動(dòng)電阻的阻值和功率應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況最終確定。關(guān)鍵詞：變頻器；變頻調(diào)速；制動(dòng)電阻；制動(dòng)功率中圖分類號(hào)：；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）旬【 僵地一艫昭（， ，）： ， ： ； ； ； ；實(shí)際應(yīng)用過程中是不實(shí)際的，主要原因是部分參引言數(shù)無法精確測(cè)量。目前常用的方法就是估算法。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)，回饋（再生）制動(dòng)。臺(tái)達(dá)變頻器屬于不可控整流電壓源型的變頻

2、器，其制動(dòng)方式屬于能耗制動(dòng)和直流制動(dòng)。能耗制動(dòng)是讓生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)動(dòng)過程中快速地減速或停車的主要形式。直流制動(dòng)則在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備時(shí)刻輸出一直流電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩迫使電機(jī)停止，以得到平穩(wěn)的起動(dòng)特性；或者當(dāng)變頻器停止時(shí)刻輸出一直流電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩迫使電機(jī)停止，以確保電機(jī)準(zhǔn)確停車。在使用臺(tái)達(dá)變頻器的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，減速的方法是通過逐步降低給定頻率來實(shí)現(xiàn)的。在頻率下降過程中，電動(dòng)機(jī)將處于再生制動(dòng)狀態(tài)（發(fā)電機(jī)狀態(tài)），使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速地隨頻率的下降而下降。在制動(dòng)過程中，泵升電壓的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致直流母線上的電壓升高，此時(shí)變頻器會(huì)控制剎車單元通過剎車電阻把升高的電壓以熱能的方式消耗掉。為了使得系統(tǒng)平穩(wěn)降速，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)臏p速

3、時(shí)間，同時(shí)選擇合適的制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元。目前關(guān)于制動(dòng)電阻的計(jì)算方法有很多種。從工程的角度看，要精確計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值和功率在一一萬方數(shù)據(jù)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。本文所介紹的計(jì)算方法也僅供參考，具體的計(jì)算要根據(jù)每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況來進(jìn)行分析。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，它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)，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

4、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，且體積小、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。制動(dòng)電阻的阻值和功率計(jì)算制動(dòng)使用率制動(dòng)使用率（凡。），也就是臺(tái)達(dá)說明書中的迫札與控制應(yīng)用帥，（）剎車使用率，定義為減速時(shí)間（五）除以減速的周期（疋）。制動(dòng)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（見圖）。越緞變頻與調(diào)速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)值而。因此，實(shí)際制動(dòng)電阻的阻

5、值的選擇范圍為：，當(dāng)在直流電壓為。的電路工作時(shí)，其消耗的功率（。咣）稱為耗用功率。墨腳圣乏一使用耗用功率的前提是該電阻可以長(zhǎng)時(shí)間地接入電路里工作。而現(xiàn)場(chǎng)中使用的電阻功率主要取決于剎車使用率。因?yàn)橄到y(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)間圖剎車使用率定義現(xiàn)在用一個(gè)例子來說明制動(dòng)使用率的概念。的制動(dòng)使用率可以這樣理解：如果制動(dòng)電阻在 能夠消耗掉的功率，那么制動(dòng)電阻至少還需要 才能把產(chǎn)生的熱量散掉。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)位如表所示。表電源電壓的選擇與直流電壓的動(dòng)作準(zhǔn)位 級(jí)級(jí)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

6、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。其粗略算法如下：醒苦凡式中：為制動(dòng)電阻的降額系數(shù)，一 ；實(shí)際選用的電阻阻值；。制動(dòng)電阻的功率。設(shè)計(jì)實(shí)例以臺(tái)達(dá)變頻器驅(qū)動(dòng)的電源電壓制動(dòng)開始電壓（）電源電壓制動(dòng)開始電壓（）電機(jī)作為例來說明。 電機(jī)額定電流是，輸入電壓為。則。，；。因此制動(dòng)電阻的阻值取值范圍為：尺 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。若選擇 ，則醒苦 制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)計(jì)算原理實(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)電阻阻值粗略計(jì)算是：，其中：。制動(dòng)電壓準(zhǔn)位；，。電機(jī)的額定電

7、流。萬方數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)際的情況，可以在計(jì)算得到的制初電阻功率上適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。結(jié)語本文對(duì)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)母膭?dòng)，最終形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)適用的方案。收稿日期：臺(tái)達(dá)變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次數(shù)：相似文獻(xiàn)(10條)劉元?jiǎng)?，LIU Yuan-gang中達(dá)電通股份有限公司,北京分公司AMD產(chǎn)品處,北京,100029電機(jī)與控制應(yīng)用ELECTRIC MACHINES & CONTROL APPLICATION2007，34(7)0次1.期刊論文 曹玉泉.張忠偉.付永山.李瑞杰 變頻調(diào)速輸油

8、系統(tǒng)變頻器頻率對(duì)其效率的影響 -天然氣與石油1999,17(3) 通過對(duì)大慶油田采油二廠部分異步電機(jī)-離心泵變頻調(diào)速輸油系統(tǒng)大量的數(shù)據(jù)測(cè)試,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,得出了變頻器效率對(duì)其輸出頻率的回歸關(guān)系;因此可由變頻器的頻率對(duì)其效率進(jìn)行點(diǎn)預(yù)測(cè)或區(qū)間預(yù)測(cè).2.會(huì)議論文 宋永林.韓亞秋.潘淑芳.倪爾華.趙春格.劉宏利 變頻器的變頻調(diào)速在軸承熱處理連續(xù)爐機(jī)械傳動(dòng)中的成功應(yīng)用 2000調(diào)速已在諸多連續(xù)爐的傳動(dòng)調(diào)速中得到了成功的應(yīng)用.3.期刊論文 林偉 變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中變頻器的電磁兼容性 -低壓電器2001(6) 變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中,變頻器大多運(yùn)行于惡劣的電磁環(huán)境中.指出了系統(tǒng)中主要的干擾源及干擾的途徑,并

9、提出了相應(yīng)的抗干擾措施.4.學(xué)位論文 吳亞君 變頻調(diào)速在冷軋卷取機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 2007 在我國冷軋帶鋼制造業(yè)中，單機(jī)架四輥可逆冷軋機(jī)占有重要位置。由于直流傳動(dòng)系統(tǒng)具有調(diào)速性能好、線路簡(jiǎn)單、控制方便、過載能力強(qiáng)、能承受頻繁沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)在調(diào)速系統(tǒng)中一直占據(jù)首位。隨著電力電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得冷軋機(jī)主傳動(dòng)一向由直流調(diào)速所壟斷的世襲領(lǐng)域，開始受到了交流調(diào)速的沖擊。進(jìn)入二十一世紀(jì)，交流調(diào)速技術(shù)繼續(xù)向縱深方向發(fā)展，仍是目前科學(xué)研究的熱點(diǎn)課題。 本文針對(duì)某冷軋帶鋼制品廠軋機(jī)的改造工程，把可編程控制器和變頻器應(yīng)用于冷軋機(jī)卷取控制系統(tǒng)上，并進(jìn)行了較深入的研究。在本系統(tǒng)中采用西門子SIMOVE

10、RT MASTERDRIVES變頻器，此變頻器具有閉環(huán)速度/轉(zhuǎn)矩控制功能，能很好的解決轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩問題；采用西門子S7-200PLC完成數(shù)據(jù)的采集，運(yùn)算和對(duì)變頻器、電動(dòng)機(jī)的控制，由基于S7-200的STEP7編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；利用組態(tài)軟件Pro tool/Pro建立良好的人機(jī)界面，下載至工業(yè)觸摸屏中，使工作人員可以實(shí)現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和系統(tǒng)故障報(bào)警。 本文主要進(jìn)行了下列的研究： 1根據(jù)帶鋼卷取機(jī)構(gòu)的控制特點(diǎn)，闡述了恒張力控制的基本原理和方法； 2詳細(xì)介紹了矢量控制的基本原理、控制算法，變頻器的基本結(jié)構(gòu)和西門子SIMOVERT MASTERDRIVES變頻器的功能、特點(diǎn)；3

11、詳細(xì)介紹了PLC的基本構(gòu)成、原理以及西門子S7-200PLC的特性； 4詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的構(gòu)成，硬件配置和軟件實(shí)現(xiàn)以及采用的抗干擾措施。5.會(huì)議論文 高正軍.楊光 變頻器及變頻調(diào)速在選粉機(jī)上的應(yīng)用 本文簡(jiǎn)述了水泥生產(chǎn)設(shè)備改造中,變頻器及變頻調(diào)速在選粉機(jī)上應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn),并以數(shù)據(jù)見證了在選粉機(jī)上的應(yīng)用效果.6.期刊論文 王君艷.WANG Jun-yan SCHNEIDER變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置的研制及應(yīng)用 -電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)2007,29(4) 變頻器裝置在調(diào)速性能、智能控制、通訊功能等方面都具有優(yōu)異的性能.為了使學(xué)生更好地掌握變頻調(diào)速的原理及其通用變頻器的應(yīng)用,采用7.期刊論文 王占奎.王琳.Wang Z

12、hangkui.Wang Lin 變頻器-當(dāng)代電氣節(jié)能的佼佼者 -電氣技術(shù)2007(8) 交流電機(jī)變頻調(diào)速已成為當(dāng)代電氣傳動(dòng)的中樞.變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)籠式電機(jī)、繞線式電機(jī)(滑環(huán)短接)、同步機(jī),可以達(dá)到"優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、降耗、節(jié)電"的效果.節(jié)電率在15%70%之間,采用變頻調(diào)速可以節(jié)省4方面的電能,一為軟起動(dòng),二為節(jié)省設(shè)計(jì)冗余,三為調(diào)速節(jié)電,四為節(jié)省無功.文章用詳實(shí)的例證介紹了量大面變頻器應(yīng)用.8.學(xué)位論文 張勇軍 小比例船舶電力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的仿真研究 2007 由于電力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展前景的日益廣闊及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷完善，建設(shè)船舶電力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)開展船舶電力推進(jìn)相關(guān)的研究具有重要意義。

13、本文針對(duì)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)特點(diǎn)，以武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院船舶電力推進(jìn)仿真實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)裝置為研究平臺(tái)，利用saber軟件對(duì)以推進(jìn)電機(jī)和負(fù)載電機(jī)為主組成的實(shí)驗(yàn)裝置作系統(tǒng)仿真研究，用實(shí)驗(yàn)裝置來檢驗(yàn)仿真模型的準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性。該裝置由推進(jìn)變頻器、推進(jìn)電機(jī)、負(fù)載變頻器、負(fù)載電機(jī)以及控制單元組成。推進(jìn)變頻器、推進(jìn)電機(jī)和推進(jìn)控制單元組成推進(jìn)子系統(tǒng)，用于仿真推進(jìn)電機(jī)的特性：負(fù)載變頻器、負(fù)載電機(jī)和負(fù)裁控制單元組成負(fù)載子系統(tǒng)。 本文主要內(nèi)容是對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)的交流電機(jī)SPWM變頻調(diào)速矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。變頻調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)各種調(diào)速方式中效率最高、性能最好的調(diào)速方法，在整個(gè)交流調(diào)速中占有重要

14、的地位。本文依據(jù)電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)等知識(shí)，認(rèn)真總結(jié)電機(jī)、電壓型SPWM變頻器等模塊的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)西門子6se70系列變頻器的原理，完成了電壓型SPWM變頻調(diào)速矢量控制系統(tǒng)的建模。由于系統(tǒng)仿真具有可控性、無破壞性、安全、不受外界條件的限制等優(yōu)點(diǎn)，它能通過建立逼真的仿真模型和在計(jì)算機(jī)上反復(fù)的仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)復(fù)雜問題進(jìn)行綜合分析和比較，可以對(duì)照比較各種策略與方案，優(yōu)化并確定相關(guān)參數(shù)。在完成對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)建模之后，再進(jìn)行組合，達(dá)到對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的建模，構(gòu)建一個(gè)完整的仿真體系。 本文利用SABER軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行仿真，對(duì)電力推進(jìn)船舶各種工況下進(jìn)行模擬，分析了電壓型SPWM變頻調(diào)速矢量控制系統(tǒng)在螺旋槳自由航行、帶載、反轉(zhuǎn)等的動(dòng)靜態(tài)特性，得出了一些有意義的結(jié)論。同時(shí)也利用實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)各種工況進(jìn)行臺(tái)架的實(shí)驗(yàn)，獲得在兩種不同實(shí)驗(yàn)中的特征參數(shù)曲線，通過對(duì)比來檢驗(yàn)仿真系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性等。9.會(huì)議論文 王占奎.王琳 變頻器-當(dāng)代電氣節(jié)能的佼佼者 2007 交流電機(jī)變頻調(diào)速已成為當(dāng)代電氣傳動(dòng)的中樞.變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)籠式電機(jī)、繞線式電機(jī)(滑環(huán)短接)、同步機(jī),可以達(dá)到"優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、降耗、節(jié)電"的效果.節(jié)電率在1570之間,采用變頻調(diào)速可以節(jié)省4方面的電能,一