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變頻器制動(dòng)電阻的選擇及安裝和配線(xiàn)注意事項

作者: 時(shí)間:2016-12-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
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,對于負載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法:能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。

  能耗制動(dòng)的工作方式

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/328745.htm

  能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法,它是將再生能量通過(guò)專(zhuān)門(mén)的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上,轉化為熱能,因此又被稱(chēng)為“電阻制動(dòng)”,它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

  制動(dòng)單元

  制動(dòng)單元的功能是當直流回路的電壓Ud超過(guò)規定的限值時(shí)(如660V或710V),接通耗能電路,使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內置式和外置式二種,前者是適用于小功率的通用變頻器,后者則是適用于大功率變頻器或是對制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講,二者并無(wú)區別,都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅動(dòng)電路。

  制動(dòng)電阻

  制動(dòng)電阻是用于將電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。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者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(wú)機涂層,有效保護電阻絲不被老化,延長(cháng)使用壽命;后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性,優(yōu)于傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用于高要求惡劣工控環(huán)境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀(guān)。

  制動(dòng)過(guò)程

  能耗制動(dòng)的過(guò)程如下:

  能耗制動(dòng)的過(guò)程如下:A、當電機在外力作用下減速、反轉時(shí)(包括被拖動(dòng)),電機即以發(fā)電狀態(tài)運行,能量反饋回直流回路,使母線(xiàn)電壓升高;B、當直流電壓到達制動(dòng)單元開(kāi)的狀態(tài)時(shí),制動(dòng)單元的功率管導通,電流流過(guò)制動(dòng)電阻;C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能,電機的轉速降低,母線(xiàn)電壓也降低;D、母線(xiàn)電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值,制動(dòng)單元的功率管截止,制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò);E、采樣母線(xiàn)電壓值,制動(dòng)單元重復ON/OFF過(guò)程,平衡母線(xiàn)電壓,使系統正常運行。

  制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

  A、首先估算出制動(dòng)轉矩

  =((電機轉動(dòng)慣量電機負載測折算到電機測的轉動(dòng)慣量)*(制動(dòng)前速度-制動(dòng)后速度))/375*減速時(shí)間-負載轉矩

  一般情況下,在進(jìn)行電機制動(dòng)時(shí),電機內部存在一定的損耗,約為額定轉矩的18%-22%左右,因此計算出的結果在小于此范圍的話(huà)就無(wú)需接制動(dòng)裝置;

  B、接著(zhù)計算制動(dòng)電阻的阻值

  =制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/(0。1047*(制動(dòng)轉矩-20%電機額定轉矩)*制動(dòng)前電機轉速)

  在制動(dòng)單元工作過(guò)程中,直流母線(xiàn)的電壓的升降取決于常數RC,R即為制動(dòng)電阻的阻值,C為變頻器內部電解電容的容量。這里制動(dòng)單元動(dòng)作電壓值一般為710V。

C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

  在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí),制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據,其計算公式如下:

  制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線(xiàn)電壓值/制動(dòng)電阻值

  D、最后計算制動(dòng)電阻的標稱(chēng)功率

  由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制,因此根據電阻的特性和技術(shù)指標,我們知道電阻的標稱(chēng)功率將小于通電時(shí)的消耗功率,一般可用下式求得:制動(dòng)電阻標稱(chēng)功率=制動(dòng)電阻降額系數X制動(dòng)期間平均消耗功率X制動(dòng)使用率%

  制動(dòng)特點(diǎn)能耗制動(dòng)(電阻制動(dòng))的優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是運行效率降低,特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量,且制動(dòng)電阻的容量將增大。

  變頻器制動(dòng)電阻設計計算方法

  1、制動(dòng)電阻器箱數粗略計算為:電動(dòng)機功率(KW)/11。2(取整數上限值)。

  2、制動(dòng)單元功率的選擇一般是變頻器的功率大小的(1~2)倍;

  3、制動(dòng)電阻器功率大于電動(dòng)機功率KW/2。(按照公式Pb=8Q*v*η)

  4、制動(dòng)電阻值大小選擇公式700/電動(dòng)機功率KW(采用多個(gè)制動(dòng)單元并聯(lián)運行時(shí),每個(gè)制動(dòng)單元所配置的電阻器阻值不小于700/電動(dòng)機功率KW;最小電阻值要按照有關(guān)配置表查得);

  5、首先依據電動(dòng)機大小確定變頻器的功率大??;

  變頻器制動(dòng)電阻的安裝和配線(xiàn)注意事項

  1.制動(dòng)電阻的安裝

  制動(dòng)電阻是一個(gè)發(fā)熱體,因此,安裝的要點(diǎn)如下:

  (1)安裝位置制動(dòng)電阻不能和變頻器裝在同一個(gè)控制柜內,以免使變頻器受熱。也不要太靠近其他怕熱的設備,以免影響其他設備的正常運行。

  制動(dòng)電阻也不要和變頻器離得太遠,一般應在5m以?xún)?,最多也不要超過(guò)10m。

  (2)電阻柜的設計電阻柜應充分考慮制動(dòng)電阻的散熱。

  首先必須有足夠的空間;其次是要有散熱孔。對于接通比較頻繁的制動(dòng)電阻,還應配置散熱風(fēng)扇。

  2.制動(dòng)電阻的配線(xiàn)

  因為制動(dòng)電阻通常和直流電路的“+”端相接,一旦掉在地上,影響人身安全。所以,接線(xiàn)一定要牢靠。尤其是靠近電阻箱的接線(xiàn)端子,容易因受熱而氧化,應特別注意。

  當電阻箱與變頻柜之間的距離超過(guò)5m時(shí),應采用雙絞線(xiàn)。



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