变频器制动电阻该怎么选(共15页)

1、变频器制动电阻(dinz)该怎么选？变频器的制动电阻(dinz)是否外置由变频器的容量决定，一般是7.5KW以下内置。容量大的变频器，其制动电阻和开关管需要大面积散热器，内置受变频器壳体和散热限制，就必须外置。在变频调速系统中，电动机的快速制动或准确停车，一般采用动力制动和再生制动。对于动力制动方式，系统所需的制动转矩在电动机额定转矩的20%以下且制动并不快时，则不需要外接制动电阻，仅电动机内部的有功损耗，就可以(ky)使直流侧电压限制在过电压保护的动作值以下。反之，则需要选择制动电阻来耗散电动机再生的这部分能量。 1 变频器动力制动原理 1.1 变频器电压检测及驱动电路 为了实现电气制动，变

2、频器的直流侧必须设置电压检测电路，检测电容器的电压，以实现能耗制动。下图为一种电压检测电路的工作原理图。 电压检测电路主要由电压采样电阻R1、R2、R3，滞环比较器LM399，逻辑转换器件等组成。电压采样回路直接检测变频器直流侧电容器C 两端的电压，当被检测电压值超过设定的允许值时，滞环比较器翻转，输出端接近0 V，经逻辑转换后，触发制动晶体管V 导通，经过电阻R0释放，使电压下降；反之，当检测电压低于设定值时，滞环比较器翻转回原状态，使V关断。 特别强调的是，滞环比较器上下限值的设定很重要。一般选择原则：上限电压设定为正常直流电压的1.3倍，下限电压应考虑电网正常电压的波动，一般整定为略高于

3、电网电压向上波动的最大值。 1.2 变频器制动单元 如图2 虚线框所示为制动单元PW 的实际电路，包括晶体管V、二极管D1、D2和制动电阻RB。 如果回馈能量较大或要求强制(qingzh)动时，还可以选用接于H、G两点间的外接制动电阻REB。当电机制动能量经逆变器回馈到直流侧时，通过V的导通消耗在制动电阻RB或RB/REB上，实现限制电压保护动作的目的。因此，外接电阻REB正常时不消耗能量，是间歇式工作。 2 制动(zh dn)电阻的选择 2.2 制动(zh dn)电阻的计算 在用外接制动电阻进行制动时，外接电阻应能吸取负载位能所转变的电能的80%，其中20%可通过电机以热能耗散的形式被消耗，

4、此时制动电阻值 由于V 和RB、REB构成的放电回路中，其最大电流受到V的最大允许电流IC（已考虑安全系数）的限 2.3 制动时平均消耗功率的计算 如2.2中所述，制动中电动机自身消耗的功率相当于20%额定制动功率，则制动电阻上消耗的平均功率 2.4 制动电阻额定功率PR的计算 视电动机是否重复减速，制动电阻额定功率的选择是不同的，图3所示为电动机减速模式。当非重复减速时，制动电阻的间歇时间（T-tS）600 s。通常采用连续工作制电阻器，当间歇制动时，电阻器的允许功率将增加。允许功率增加系数m与减速时间的关系如图4（a）所示。重复减速情况下，允许功率增加系数m和制动电阻使用率D越tS / T

5、之间的关系曲线 如图4（b）所示。根据电动机运行的模式，可以确定制动时平均消耗功率和电阻器的允许功率增加系数，据此可以得 制动单元电阻的正确选择应用，可以缩短大惯量负载的自由停车时间，实现(shxin)快速停车或准确停车；还可以在位能负载下放时，实现再生运行。我厂电解车间多功能机组设计时没有考虑增设制动电阻，造成大车行走自由停车时间过长，滑行距离长，存在生产作业安全隐患；工具小车、出铝小车很难实现准确定位，影响作业效率。经过制动电阻的增设改造，以上问题迎刃而解。但需要注意的是，在选择制动电阻时，不但要考虑各个厂家变频器制动电阻的选择要求，而且根据用户控制要求和使用环境的不一样，必须通过速度、转

6、矩等测量，再进行计算，正确选用制动电阻，才能达到用户的控制要求 变频器的电气制动方法(fngf)有三种：能耗制动，直流制动，回馈(再生)制动，其性能及特点如表所列制动(zh dn)电阻计算方法 、制动转矩 制动电阻 90 R=780电动机kW 100 R=700电动机kW 110 R=650电动机kW 120 R=600电动机kW 注 ：l.电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大； 2.不可以使制动单元的工作电流大于其允许(ynx)最大电流，否则要损坏器件； 3.制动时间通过R的不同可人为选择； 4.小容量变频器(7 5kw)一般是内接制动单元和制动电阻的； 5.当在快速制动出现过电

7、压时，说明是阻值过大来不及放电，应减小电阻值。 电阻(dinz)功率计算方法、制动性质 电阻功率 一般负载 P(kw)=电动机额定功率kwlO 频繁制动(1min5次以上)P(kw)=电动机额定功率kw15 长时间制动(每次4min以上) P(kw)=电动机额定功率kw20 chenminglei0509 和cqu_rockwell 对电阻的选取说的比较详细，特别是cqu_rockwell 从变频的内部原理，检测以及动作都解析的非常清楚，这是一个非常专业的介绍，对于能耗电阻，之前我的想法和做法也是跟“李纯绪 ”，按说明书的介绍来，这确实是一个安全，无需太多想法的做法，对于绝大多数人来说，这个是

8、一个很有依据的东西。我这翻了不少说明书和资料，在回答这个问题的过程也学到很多东西，受益匪浅，现在说说我的个人一些理解： A 首先介绍电阻：电阻都是使用线绕电阻器，一种将电阻丝在骨架上绕制而成的电阻元件。该电阻主要为大功率电阻，线绕电阻-用康铜、锰铜或镍铬合金丝绕在陶瓷骨架上而制成的一种电阻。这种电阻的表面常涂有保护漆，也有的把电阻体放在绝缘的外壳内，用耐热的填料填充。特点： 用高比电阻材料的电阻丝绕制而成，因而有耐高温，热稳定性好，温度系数小的特点。工作温度可达350。 功率大，可承受大功率负荷 阻值范围宽，一般为：0.1ohmes5Mohmes。 精度高，可达0.01%。 1. 在变频器使用

9、中，较多的两个地方，一个是上电缓冲，既软起动电阻，一个是刹车电阻，就是我们这次讨论的制动电阻了。主要用于升降负载等再生电能较大的场合以及需要紧急停车的地方。 2. 前面6SE79说了，制动电阻和制动单元是两回事。确实，可能很多人将之混淆。制动单元由控制软件，晶体管和电压检测以及相关保护电路组成。现在18.5kw以下很多由于使用的是7管封装的IGBT，所以相关厂家将这种应用称之为内置制动单元。18.5以上直到55或者75KW的，很多也有内置的制动单元。但75KW以上，由于电容容量过大，制动时电流较大，所以只能选配厂家提供的独立制动单元。而制动电阻很多也称为刹车电阻或者能耗电阻。刹车电阻是从其在变

10、频器使用中的作用说的，而能耗则是它本身出发而言，它是为了消耗多余的能量而来的。 3. 目前有部分厂家除了标配制动单元外，还将制动电阻也安装在了变频器内部。我没有用过H1000，仔细看了一下说明书，在7.5KW及以下功率，确实有内部的制动电阻。其它的型号变频器有电阻的见的比较少。因为电阻在工作中发热大。有些工作温度可能达到350度。台达C2000要求是“400W 以下之電阻需鎖附在機架上已供散熱, 且表面溫需低於250。1000W 以上之電阻,表面溫需低於350”。这样给变频器散热带来负担，也增大了体积。所以内部制动电阻的，一般是制动使用率不高的场合，如H1000说明“负载时间因数：3%ED，最

11、大10s”这种有内部制动电阻的，在加装外部电阻时，一定要考虑并联后阻值的减少，不要低于晶体管允许电流的最大值。 4. 制动电阻的选取：制动电阻厂家说明书上一般是按照10ED%推荐的，都有很大的裕量。但也会推荐一个最小阻值，该阻值是根据内部的开关晶体管额定电流计算，一般是：母线过压保护值/额定电流值=最小电阻值。如果超过这个数，可能会顺坏晶体管，这个是极限值。如果电阻值取的太大，限制(xinzh)导通电流值，加长了能量是释放时间。功率是根据制动转矩计算。厂家为了减少制动电阻的阻值类型，便于选型和配阻值。所以制动转矩也是从120%到200%不等。具体功率的计算方法我没有。CPU说的比较详细，由于制

12、动转矩可能较难测定，应该留有一定的裕量比较好，这样电阻不至于达到那么高的温度，影响周围设备。制动电阻对品牌无多大要求，因为变频器跟电阻完全属于两个不同的行业，有些厂家只是为了方便用户，将一些电阻改为自己公司的型号，也有讲电阻统一放置在一个电阻箱里面，配好了阻值和功率，这样买过来直接接线就能使用，这有一个好处是这部分电阻一般都是较好的生产厂生产出来的 5. 制动电阻安装：内置电阻一般都会安装在散热器下面，而且多为铝壳，好一点的会带温度保险丝。有内置制动单元的，一般留有专用的接线端子，有些是接+和BR，emerson是这样的，而富士FRENIC-MEGA Series则是P(+)和DB接线端子。安

13、川则是B1和B2接线端子，这样可以看出有一个共同点，就是都带个B开头命名的端子，该端子一般跟制动有关，是英文brake而来。外面配制动单元 的话，一般是接在正负母排上面，因为它本身就是给母排释放能量(nngling)的。外面的制动电阻一定要安装在金属板架上或者高阻燃材料上面，还要考虑其热辐射给周围设备的影响，因为其工作温度很高，条件好的话，可以购买厂家设计的电阻盒，这样安装方便。安装接线不宜太长，否则增加母线的寄生电感。 6. 有些厂家是可以修改制动电压的，这样可以根据需要，将制动电压设低点，可以使能量较早的释放掉，这样有很多情况下会使制动率频繁，消耗了过多不必要的电能。 以上是我对制动电阻和

14、变频器刹车方面的有些认识，不足之处还请大家多多指点，谢谢！ 电机额定功率（kW） 制动电阻型号制动转矩（） 制动电阻型号制动转矩（） 目前市场上变频器的制动方法大致有三种：能耗(nn ho)制动，直流制动，回馈（再生）制动。 制动电阻的阻值和功率计算(j sun) 1刹车使用率ED% 制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量；当刹车电阻发热时，电阻值将会随温度的上升而变高，制动转矩亦随之减少。刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*1

15、00%。（图1） 图1刹车使用率ED%定义 现在用一个例子来说明制动使用率的概念：10的制动频率可以这样理解，如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100的功率，那么制动电阻至少(zhsho)需要90秒才能把产生的热量散掉。 2 制动单元动作电压准位 当直流母线电压大于等于制动电压准位（甄别阈值(y zh)）时，刹车单元动作进行能量消耗。台达制动电压准位如表1所示。 3 制动电阻设计 （1）工程设计。实践证明，当放电电流等于电动机额定电流的一半时，就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了，因此制动电阻的粗略(cl)计算是： 其中(qzhng)： Ud制动电压准位 Imv电机的额定电流。 为了保证

16、变频器不受损坏，强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。选择制动电阻的阻值时，不能小于该阻值。 根据以上所叙，制动电阻的阻值 的选择范围为： 制动电阻的耗用功率 当制动电阻 在直流电压为 的电路(dinl)工作时，其消耗的功率为： 耗用功率的含义：如果电阻(dinz)的功率按照此数值选择的话，该电阻可以长时间的接入在电路里工作。 现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率ED%。因为系统的进行制动时间比较短，在短时间内，制动电阻的温升不足以达到稳定温升。因此，决定制动电阻容量的原则是，在制动电阻的温升不超过其允许数值（即额定温升）的前提下，应尽量减小容量，粗略算法

17、如下： （2）设计举例。根据以上的公式我们可以大致的推算出来我们需要的制动电阻的阻值和功率。以台达VFD075F43A变频器驱动(q dn)7.5KW的电机作为例来说明，7.5KW电机额定电流是18A,输入电压AC460，则有： 因此制动电阻的阻值取值范围： 选择(xunz)电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜，选择阻值75欧。 根据(gnj)实际的情况可以在计算的数值功率上适当的扩大。 制动电阻阻值的选择 制动电阻的选择除受到变频器专用型能耗制动单元最大允许电流的限制外，与制动单元也并无明确的对应关系，其阻值主要根据所需制动转矩的大小选择， 功率根据电阻的阻值和使用率确定。制动电阻

18、阻值的选定有一个不可违背的原则：应保证流过制动电阻的电流IC小于制动单元的允许最大电流输出能力，即：R800/Ic 其中：800变频器直流侧所可能出现的最大直流电压。 Ic制动单元的最大允许电流。 为充分利用所选用的变频器专用型制动单元的容量，通常制动电阻阻值的选取以接近上式计算的最小值为最经济、同时还可获得最大的制动转矩，然而(rn r)这需要较大的制动电阻功率。在某些情况下，并不需要很大的制动转矩，此时比较经济的办法是选择较大的制动电阻阻值、也因此可以减小制动电阻的功率，从而减少购买制动电阻所需的费用，这样的代价是制动单元的容量没有得到充分利用。 制动电阻电阻功率的计算 在选定了制动电阻的

19、阻值以后，应该确定制动电阻的功率值，制动电阻功率的选取相对比较繁琐，它与很多因素有关。 制动电阻消耗的瞬时功率按下式计算：P瞬=7002/R 按上式计算得到的制动电阻功率值是制动电阻可以长期不间断的工作可以耗散的功率数值，然而制动电阻并非是不间断的工作，这种选取存在很大的浪费，在本产品中，可以选择制动电阻的使用率，它规定了制动电阻的短时工作比率。制动电阻实际消耗的功率按下式计算：P额=7002/RrB%rB%：制动电阻使用率。实际使用中，可以按照上式选择制动电阻功率，也可以根据所选取的制动电阻阻值和功率，反过来计算制动电阻所能够承受的使用率，从而正确设置，避免制动电阻过热而损坏。 制动电阻使用

20、率的确定 制动电阻使用率规定了制动电阻的使用效率，以避免制动电阻过热而损坏，它会影响制动单元的制动效果。 制动电阻的使用率设置越低，电阻的发热程度越小，电阻上消耗的能量越少，制动效果越差。同时，制动单元的容量也没有得到充分利用。 理论上讲，制动电阻使用率为100%时，对制动单元容量的利用最充分，制动效果也最明显，然而这需要较大的制动电阻功率的代价，使用者应综合考虑。在制动电阻阻值和功率都已经确定的前提下，对于减速较慢的大惯性负载，选取较低的电阻使用率会取得较好的效果。对于需要快速停机的负载，宜选取较大制动电阻使用率。 制动电阻的降额选择 按照上述方法计算得到的制动电阻功率是足够的，根据负载性质

21、的不同，还可以进一步降额选择制动(zh dn)电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种：波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量，并选用高阻燃无机涂层，有效保护电阻丝不被老化，延长使用寿命，台达原厂配置的就是这样的电阻；铝合金电阻易紧密(jnm)安装、易附加散热器，外型美观，高散热性的铝合金外盒全包封结构，具有极强的耐振性，耐气候性和长期稳定性；体积小、功率大，安装方便稳固，外形美观，广泛应用于高度恶劣工业环境使用。 制动(zh dn)电阻阻值的计算 一般情况下, 通过能耗制动电阻上的电流

22、等于电动机的额定电流的50%时, 得到的制动转矩与电动机的额定转矩相当。设直流母线上电压阀值为UD, 电动机的额定电流为I e, 制动电阻的阻值为R, 则R = UD /I e。对于AC660V的变频器, 直流母线电压接近交流电峰值, 大约是930V, 当出现制动运行时, 直流母线电压的最低值一定高于交流电压峰值, 但一定不能超过逆变器IGBT的耐压值, 而是必须要留有一定富裕度, 即应该低于变频器过电压保护时的电压值。根据对多家变频器使用经验, 设直流母线上电压阀值为1050V 是比较合适的。 例： 对于一台功率为45kW 的电动机, 根据上面公式, 即可求出制动电阻的阻值。 R = UD

23、/I e= 1050 /45=23（欧姆） 可以验证一下该阻值是否合适。对于AC660V 的三相异步电动机, 经验公式是, 其额定电流为电动机额定功率的1.1倍, 同样将该数据移植到变频器上用于计算能耗制动电阻是完全可以的。 所以, 一旦出现制动运行时, 流过能耗制动电阻的电流大约为45A , 该数据没有超过变频器内逆变器IGBT 的允许通过的瞬时电流值, 确保设备运行安全。 制动电阻功率的计算 在确定能耗制动电阻的功率时, 必须根据具体情况具体分析。当制动电阻接入电路中, 逆变器IGBT导通时电阻上消耗的功率为P, 则P = UD2 /R。将前面计算的阻值, 代入功率计算公式, 得: P =

24、 10502 /23=48kW。 这个制动电阻上的瞬时最大功率, 是一个相当大的数值, 实际是否需要这么大, 要对制动电阻的工况分情况讨论。 1、不重复放电, 对于惯性比较大的负载, 要求减速时间短, 能耗制动单元的放电时间也短, 制动电阻处于短时运行状态, 如果制动电阻的功率完全按上述功率计算公式计算没有必要, 可以进行较大幅度的调整。 2、加、减频繁重复放电, 为了缩短制动时间, 要求尽量压缩加、减速过程, 制动电阻同样处于断续工作状态, 也可以对计算结果进行修正。 3、负载做连续下降运动, 比如向下运输货物的带式输送机, 向下运输货物的无极绳绞车, 由于能耗制动电路以斩波方式工作, 但断

25、续运行的时间间隔很短, 重复的频率比较高, 在极端情况下, 能耗制动电路可能处于连续工作调整。 变频器制动电阻设计计算方法一制动电阻的阻值和功率计算 1.1刹车使用率ED% 制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量；当刹车电阻发热时，电阻值将会随温度的上升而变高，制动转矩亦随之减少。刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。（图1） 图1刹车使用率ED%定义 现在用一个例子来说明制动使用率的概念：10的制动频率可以这样理解，如

26、果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100的功率，那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。 1.2 制动单元动作电压准位 当直流母线电压大于等于制动电压准位（甄别阈值）时，刹车单元动作进行能量消耗。台达制动电压准位如表1所示。 点击看原图 1.3 制动电阻设计 （1）工程设计。实践证明，当放电电流等于电动机额定电流的一半时，就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了，因此制动电阻的粗略计算是： 其中： 制动电压准位 电机的额定电流。 为了保证变频器不受损坏，强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。选择制动电阻的阻值时，不能小于该阻值。 根据以上所叙，制动电阻

27、的阻值 的选择范围为： 制动电阻的耗用功率 当制动电阻 在直流电压为 的电路工作时，其消耗的功率为： 耗用功率的含义：如果电阻的功率按照此数值选择的话，该电阻可以长时间的接入在电路里工作。 现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率ED%。因为系统的进行制动时间比较短，在短时间内，制动电阻的温升不足以达到稳定温升。因此，决定制动电阻容量的原则是，在制动电阻的温升不超过其允许数值（即额定温升）的前提下，应尽量减小容量，粗略算法如下： （2）设计举例。根据以上的公式我们可以大致的推算出来我们需要的制动电阻的阻值和功率。以台达VFD075F43A变频器驱动7.5KW的电机作为例来说明，7.5KW电机额

28、定电流是18A,输入电压AC460，则有： 因此制动电阻的阻值取值范围： 选择电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜，选择阻值75欧。 根据实际的情况可以在计算的数值功率上适当的扩大。 变频器制动(zh dn)电阻设计计算方法二A、首先估算出制动转矩变频器供应一般情况下，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变频器供应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

29、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变频器供应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 D、最后计算制动电阻的标称功率变频器供应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，我们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% E 。制动特点变频器供应能耗制动（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

30、的容量将增大。 制动力矩计算变频器供应要有足够的制动力矩才能产生需要的制动效果，制动力矩太小，变频器仍然会过电压跳闸。 制动力矩越大，制动能力越强，制动性能约好。但是制动力矩要求越大，设备投资也会越大。 制动力矩精确计算困难，一般进行估算就能满足要求。 按100%制动力矩设计，可以满足90%以上的负载。 对电梯，提升机，吊车，按100% 开卷和卷起设备，按120%计算 离心机100%变频器供应需要急速停车的大惯性负载，可能需要120%的制动力矩 普通惯性负载80% 在极端的情况下，制动力矩可以设计为150%，此时对制动单元和制动电阻都必须仔细

31、合算，因为此时设备可能工作在极限状态，计算错误可能导致损坏变频器本身。 超过150%的力矩是没有必要的，因为超过了这个数值，变频器本身也到了极限，没有增大的余地了。 电阻制动单元的制动电流计算（按100%制动力矩计算） 制动电流是指流过制动单元和制动电阻的直流电流。 380V标准交流(jioli)电机： P电机功率P(kW)变频器供应k回馈时的机械能转换效率，一般k0.7（绝大部分场合适用） V制动单元直流工作点（680V-710V，一般取700V） I制动电流，单位为安培 计算基准：电机再生电能必须完全被电阻吸收变频器供应电机再生电能（瓦）1000Pk电阻吸收功率（VI） 计算得到I=P。制动电流安培数电机千瓦数 即每千瓦电机需要1安培制动电流就可以有100%制动力矩 制动电阻计算和选择（按100%制动力矩计算）变