电梯制动电阻计算

制动电阻的计算方法变频器比较广泛的应用在电梯曳引机的调速控制中，制动单元和能耗电阻作为其附属设备起相当重要的作用，特别是针对大位能负载下放时的平稳、快速制动要求，合理地选择、计算制动单元容量和制动电阻值非常重要。本文将对制动电阻的计算方法进行简单介绍。电梯曳引机四象限运行轻载下行 重载下行图1曳引机四象限运行示意图由图1所示，电梯曳引机在一、三象限正转电动和反转电动状态时，均需耗能；而在二、四象限正转制动和反转制动，均为发电状态。变频器电气制动过程分析变频器在带大位能负载高速下放时（即电梯空载上行或满载下行），从高速减速至零。从机械特性上分析，电梯曳引机产生与转速相反的大于负载的制动转矩，以保证负载在下降过程中减速，曳引机工作在第二、四象限；从能量上分析，电动机处于发电状态，将机械能重力势能转化为电能，除去少量消耗在电动机内部铜耗和铁耗外，大部分经逆变器反馈至直流母线，使直流母线电压升高。如果在短时间内，电能不能释放，则直流母线的电压过高，容易发生变频器过压故障。短时间释放直流母线上电能的方式一般有三种：（1） 消耗在制动电阻上（2） 通过储能电容储存（3） 能量回馈至电网普通变频器没有向电网逆变的功能，往往需要靠制动单元控制，将过量的电能消耗式在制动电阻上。其结构如下图所示:图2制动电阻及制动单元示意图制动单元的作用是电平检测和斩波。当检测到的电压高于设定值时，打开制动电阻回路，让电阻消耗部分电能，释放的电功率取决于制动单元的容量和电阻值。变频器内部减速时间设定值，即最高速减至零速的时间，是衡量制动过程的标准参数，减速时间短要求变频器输出制动转矩大，电气制动功率大，短时间释放电能大，即要求制动单元容量大，能耗电阻小。制动电阻的作用就是用于消耗掉直流电路中的多余电能，使直流电压保持平稳，因此制动电阻的选型应满足以下条件：（1）制动电阻的阻值必须满足制动状况各参数的要求和变频器规定的最小制动电阻的要求；⑵必须有足够容量满足正常制动的要求；制动电阻阻值计算方法1）电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩M,计算:GD2(n-n) 4gJ(n-n)M= M M^+M= 胡M-1 M^+Mb 375, s375, s式中吃-所需要的制动转矩，N.mGD2-拖动系统的飞轮力矩；N.mnM[-降速前的电动机转速，r/min；nM2-降速后的电动机转速，r/min；t广转速从nM1降至nM2所需的时间，s；g-标准重力加速度；Ja「电梯总转动惯量，Kg.m2；Ms-曳引电机额定负载转矩；（电动状态为负，发电状态为正）2） 计算最大制动功率P:BP=Mb队1一〃心）b9.553） 计算电气制动功率P:elP=门P—kP式中：Pei-回馈到直流母线的电功率；门-机械效率，取值为1（为使制动功率留有余量，机械损耗可以忽略）；k-机械效率，电动机内部损耗预估系数；P-电动机额定功率。n4） 计算制动电阻R:BR<^DH2BPel式中：UDH为直流母线的电压应用举例设电梯曳引机制动时，曳引电机从额定转速降至零速，相关参数如下曳引机的额定功率Pn=17.12KW曳引机额定电压Un=360VAC曳引机额定电流In=37.8A曳引机额定输出转矩M=720N.m曳引机最大输出转矩Mmax=1260N.m曳引机额定负载转矩MS=720N.m曳引机额定转速n=227r/min曳引机工作制S5变频器直流回路电压的允许上限值Udh=700电梯总转动惯量J广46.25Kg.m2转速从n降至n所需的时间t=2.09M1 M2 d计算过程1）电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩MBGD2（n-n） 4gJ（n-n） 4x9.8x46.25（227-0）M= Ml M^+M= all_mi m^+M= +720B 375td S 375td S375x2.09=1245N.mP=Mb("mi—〃M2)=2=29.6Kwb9.55电梯制动时，由于曳引电机内部功率损耗约占20%的额定功率，所以在计算制动电阻所耗功率时，应减去这部分功率。P广门PB-kP==29.6Kw-0.2x17.12Kw=26.17KwR<^dh2= 7002 =18.72QbP 26.17x103el所以所选制动电阻的阻值应小于18.72Q电阻消耗的功率应不小于26.17kw，但是因为能耗电路是断续工作的，在制动电阻的温升不超过允许值时，制动电阻在选取时其容量可进行如下的适当修正:P=PlrrB式中：r修正系数BrB的取值范围与电动机的额定功率大致有如下关系：P<18.5Kw—r=5〜9;P>22Kw—r=2.5~4n B n B本例中曳引机额