計算制動(dòng)電阻的方法及對比分析

對于不同的負載、不同的工藝要求，制動(dòng)電阻接入制動(dòng)電路的時(shí)間也不一樣，很多情況下，制動(dòng)電阻還未達到額定溫升就被切除，因此，沒(méi)有必要按照制動(dòng)電阻的實(shí)際額定功率來(lái)選擇。根據不同的情況適當進(jìn)行修正

2.1 不經(jīng)常減速的負載

許多負載不經(jīng)常減速，兩次減速的時(shí)間間隔比較長(cháng)，制動(dòng)電阻在減速期間產(chǎn)生的熱量有足夠的時(shí)間散去，每次消耗在制動(dòng)電阻的電功率很難達到其額定功率，所以此類(lèi)負載修正系數姿比較低，可根據表1 進(jìn)行選擇。

2.2 經(jīng)常加減速的負載

對于經(jīng)常需要加減速的負載，制動(dòng)電阻在減速期間產(chǎn)生的熱量在下一個(gè)減速周期來(lái)臨前不能夠散盡，有一定的剩余，所以會(huì )對下一個(gè)減速周期產(chǎn)生的熱量進(jìn)行累加。

制動(dòng)電阻產(chǎn)生的熱量與減速時(shí)間成正比，制動(dòng)電阻的散熱量與減速周期成反比，所以引入減速時(shí)間占空比

2.3 轉速持續下降的負載

當電機轉速下降，直流電壓超過(guò)電壓閥值UC，制動(dòng)回路被接通，制動(dòng)電阻處在工作狀態(tài)進(jìn)行放電，放電結果使得直流電壓低于電壓閥值UC，制動(dòng)回路被截止，制動(dòng)電阻停止工作;電機轉速持續下降，直流電壓再次超過(guò)電壓閥值UC，制動(dòng)電阻再次被接通，處在工作狀態(tài)。在此種工作方式下，制動(dòng)電阻反復不斷的被接通，處于斷續運行狀態(tài).

在此過(guò)程中，制動(dòng)電阻的發(fā)熱量和散熱量處于相對平衡，制動(dòng)電阻修正系數姿=0.5~0.8。

3 通過(guò)降額系數來(lái)確定制動(dòng)電阻

1)制動(dòng)電阻RB的初選值由式(10)確定。

2)制動(dòng)電阻RB的功率初選值由式(6)確定。

3)在工況條件下，制動(dòng)電阻的功率主要取決于制動(dòng)時(shí)間占空比琢。系統的制動(dòng)時(shí)間比較短，在短時(shí)間內，制動(dòng)電阻的溫升不足以達到額定溫升。

因此，決定制動(dòng)電阻電功率大小的原則是系統制動(dòng)時(shí)，在制動(dòng)電阻的溫升不超過(guò)額定溫升的條件下，應盡量減小制動(dòng)電阻的功率容量。

引入制動(dòng)電阻的降額系數

式中的R 為實(shí)際選用制動(dòng)電阻阻值，則制動(dòng)電阻的功率

4 三種方法的分析與比較

1)通過(guò)轉動(dòng)慣量確定的制動(dòng)電阻相對比較精準，但實(shí)際情況下傳動(dòng)機構的轉動(dòng)慣量難以獲得，此方法適用于已經(jīng)擁有轉動(dòng)慣量詳細數據的設備。第二種方法和第三種方法的制動(dòng)轉矩TB 被放大到電動(dòng)機額定轉矩TM 的2 倍，制動(dòng)電流IB最大選取僅為電動(dòng)機額定電流IM，由此確定的制動(dòng)電阻RB的阻值偏大，影響制動(dòng)回路消耗再生能量的效率。

2)第一種方法確定的最大制動(dòng)電流是以功率管允許通過(guò)的最大電流為基準，由此確定的制動(dòng)電阻阻值如果選取偏小，有可能在電動(dòng)機減速過(guò)程中出現過(guò)電流，從而引起變頻器故障跳閘。

3)通過(guò)修正系數確定的制動(dòng)電阻適合不同的負載，有針對性，但電阻功率容量的確定也有其局限性。如對于經(jīng)常加減速的負載，設減速時(shí)間tS為2 s，減速周期tB為10 s，那么減速時(shí)間占空比琢為0.2，按照修正系數的選取規則，姿應為0.2。制動(dòng)電阻在經(jīng)過(guò)了2 s的減速產(chǎn)生的熱量在隨后的8 s內并不會(huì )有多少熱量散失，大量的熱量被慢慢地積累下來(lái)。由此看來(lái)，修正系數姿顯然選取的小了。所以，修正系數的確立對于有較長(cháng)減速周期的工況更加適合。

4)如果制動(dòng)電阻阻值選取的小了，則需要更大的功率容量;如果制動(dòng)電阻阻值選取的大了，則需要較小的功率容量。通過(guò)降額系數來(lái)確定的制動(dòng)電阻更好地平衡了它們之間的關(guān)系。由于制動(dòng)電阻阻值的選取是在一定的范圍內進(jìn)行的，與實(shí)際選取電阻阻值之間的誤差在功率容量選取時(shí)得到了彌補。

5)在滿(mǎn)足減速工藝要求的條件下，選取制動(dòng)電阻的基本原則是阻值和功率容量宜大不宜小，由此可知第二種方法和第三種方法選取的制動(dòng)電阻更可靠。