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变频器如何选择匹配的制动电阻

发布时间:2015-03-27 浏览次数:

        在实际与变频器客户的沟通中,经常会有客户问到,变频器如何选择合适的制动电阻,我整理了一些关于这方面的资料,希望能给客户一定帮助。
        制动电阻的选型:动作电压710V
        1) 电阻功率(千瓦)=电机千瓦数*(10%--50%),
 
        1) 制动电阻值(欧姆)
        粗略算法:R=U/2I~U/I 在我国,直流回路电压计算如下:U=380*1.414*1.1V=600V
        其中,
         R:电阻阻值
         U:直流母线放电电压,
         I:电机额定电流 
 
        2) 最小容许电阻(欧姆):max(驱动器technical data中要求,放电电压/额定电流),
 
        制动单元与制动电阻的选配 
    
        A、首先估算出制动转矩 
        =((电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量)*(制动前速度-制动后速度))/375*减速时间-负载转矩 
        一般情况下,在进行电机制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%左右,因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置; 
        B、接着计算制动电阻的阻值 
        =制动元件动作电压值的平方/(0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩)*制动前电机转速) 
        在制动单元工作过程中,直流母线的电压的升降取决于常数RC,R即为制动电阻的阻值,C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。 
        C、然后进行制动单元的选择 
        在进行制动单元的选择时,制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据,其计算公式如下: 
        制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值 
        D、最后计算制动电阻的标称功率 
        由于制动电阻为短时工作制,因此根据电阻的特性和技术指标,AG8知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率,一般可用下式求得: 制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率% 
        制动特点 能耗制动(电阻制动)的优点是构造简单,缺点是运行效率降低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量,且制动电阻的容量将增大。 
        3、起重变频器制动功率的简便计算
        对于制动功率的计算通常是采用计算制动转矩的方法,但针对于起重变频器的制动功率的计算此方法不太适用且计算太复杂。国内外的变频器厂家也没有针对起重变频器制动功率给出方便的计算方法,如果仅依据其选型手册按一般停车工况进行选型,通常不能正常使用。如安川G7系列45KW变频器,如按手册选型最大选择制动单元为CDBR-4045B 1台,制动功率9.6KW,如果此变频器用于提升机构,制动功率就会差的太多而无法工作。ABB变频器制动单元选型手册也都是针对停车工况选型的计算,无法完成在起重领域应用时的选型。
        对于起重变频器停车工况所需的制动功率容量较小,而重物下降时所需的制动功率容量较大,故选型时应满足最大下降重量、最大下降行程、最快下降速度的要求。
        在起重机重荷下降时电动机作为发电机产生电能,而电动机的驱动是来自于重物的势能,根据能量守恒定律,产生的电能应等于重物势能的释放,又等于电阻的热能耗(在不考虑功率损耗)。所以只需计算重物势能产生的功率就是所需的制动功率。对于下降物体势能产生的功率很容易计算。
            
        PE =  GM ╳ VM
        PW =  PE ╳ (1-η)
 
        PE         下降势能产生的功率    单位:瓦 
        PW        制动功率       单位:瓦
        GM       最大下降重量   单位:牛
        VM       最快下降速度   单位:米/秒
        η      电机和变频器的内耗功率系数,一般为20%
        计算出制动功率PW后再依据厂家提供的手册配置相应的制动单元和制动电阻,一定要严格按照手册数据配置制动单元,否则可能会因配置不当导致制动单元电流过大而烧坏。
 
         4、实际应用举例
        a、  洛阳伊川三电厂主厂房75/20吨天车 (仅以主起升为例)
        主起升电机功率37KW,运行速度0.2-2米/分钟,最大提升重量100吨。变频器采用安川G7系列 45KW变频器。计算制动功率:
            GM = 100吨╳10000 
            VM = 2 /60米/秒
            PW = PE ╳(1-η)=GM ╳ VM╳(1-η)
                = 100╳10000╳2╳(1-0.2)/60
                = 26.66千瓦
       故主起升机构制动功率应不小于26.66千瓦,参照安川制动单元选型手册,每台CDBR-4045B可提供9.6KW的制动功率,可选用3台并联使用。在设备调试中AG8曾使用2台,但终因电阻过热无法完成验收测试。

         深圳市AG8新科电子有限公司专业生产: 水泥电阻、刹车电阻器制动电阻器,无感电阻,绕线电阻,黄金铝壳电阻器,汽车电阻,大功率梯形铝壳电阻

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