變頻器能耗制動單元與制動電阻的選配

變頻器能耗制動單元與制動電阻的選配1)制動轉(zhuǎn)矩可按下式計算：(1)

式中，Mz為制動轉(zhuǎn)矩；GD為電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量；GD′為電動機(jī)負(fù)載折算到電動機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)動慣量；VQ為制動前速度；VH為制動后速度；MFZ為負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩；tj為減速時間。

在一般狀況下，在進(jìn)行電動機(jī)制動時，電動機(jī)內(nèi)部存在肯定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%~22%，為此計算出所需的制動轉(zhuǎn)矩小于電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的18%～22%就無須接制動裝置。

2)制動電阻的阻值可按下式計算：

(2)

式中，Rz為制動電阻值；Uz為制動單元動作電壓值；Me為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。

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為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電容的容量。

制動電阻的阻值太大，制動不快速，太小了制動用開關(guān)元件很簡單損壞。一般當(dāng)負(fù)載慣量不太大時，認(rèn)為電動機(jī)制動時最大有70%的能量消耗于制動電阻，30%的能量消耗于電動機(jī)本身及負(fù)載的各種損耗上，此時制動電阻為

(3)

式中，P為電動機(jī)功率(kW)；Uc為制動時母線上的電壓(V)；R為制動電阻(Ω)。

當(dāng)三相電壓為380V時，Uc≈700V，單相電壓為220V時，Uc≈390V，三相380V時制動電阻阻值為

(4)

單相220V時制動電阻阻值為

(5)

低頻度制動的制動電阻耗散功率一般為電動機(jī)功率的(1/5~1/4)，在頻繁制動時，耗散功率要加大。部分小容量變頻器的內(nèi)部裝有制動電阻，但在高頻度或重力負(fù)載制動時，內(nèi)置制動電阻的散熱量不足，簡單損壞，此時要改用大功率的外接制動電阻。各種制動電阻都應(yīng)選用低電感結(jié)構(gòu)的電阻；連接線要短，并使用雙絞線或平行線，實行低電感措施是為了防止和削減電感能量加到制動開關(guān)管上，造成制動開關(guān)管損壞。假如回路的電感大、電阻小，將會造成制動開關(guān)管損壞。

制動電阻與使用電動機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩有親密關(guān)系，而電動機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩在運行時是變化的，因此精確?????計算制動電阻比較困難，通常狀況是采納閱歷公式取一個近似的值。

Rz≥(2×UD)/Ie(6)

式中，Ie為變頻器額定電流；UD為變頻器直流母線電壓。

3)制動單元的選擇。在進(jìn)行制動單元的選擇時，制動單元的最大工作電流是選擇的唯一依據(jù)，其計算公式如下：

(7)

式中，IPM為制動電流瞬時值；UM為制動單元直流母線電壓。

4)計算制動電阻的標(biāo)稱功率。由于制動電阻為短時工作制，因此依據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，一般可用下式求得

PB=KPavη%(8)

式中，PB為制動電阻標(biāo)稱功率；K為制動電阻降額系數(shù)；Pav為制動期間平均消耗功率；η為制動使用率。

各變頻器生產(chǎn)廠家為了削減制動電阻的阻值檔次，常對若干種不同容量的電動機(jī)供應(yīng)相同阻值的制動電阻。因此，在制動過程中所得到的制動轉(zhuǎn)矩的差異是較大的。Y系列的4極電動機(jī)的IB/IMN、TB/TMN參數(shù)見表1。

表1Y系列的4極電動機(jī)的IB/IMN、TB/TMN參數(shù)

1)制動單元與變頻器之間，以及制動單元與制動電阻之間的配線距離要盡可能短（線長在2m以下），導(dǎo)線截面要滿意制動電阻泄放電流的要求。2)制動單元在工作時，制動電阻將大量發(fā)熱，應(yīng)使制動電阻有良好的散熱條件，連接制動電阻的導(dǎo)線要使用耐熱導(dǎo)線，導(dǎo)線