技多不壓身,變頻器製動電阻選型必知
發布時間:2014-12-06 責任編輯:sherryyu
【導讀】俗(su)話(hua)說(shuo),藝(yi)多(duo)不(bu)壓(ya)身(shen),有(you)多(duo)的(de)技(ji)藝(yi)在(zai)身(shen)不(bu)會(hui)是(shi)累(lei)贅(zhui),相(xiang)反(fan)在(zai)很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)會(hui)幫(bang)你(ni)大(da)忙(mang)的(de)。而(er)作(zuo)為(wei)工(gong)程(cheng)師(shi),不(bu)論(lun)是(shi)在(zai)設(she)計(ji)變(bian)頻(pin)器(qi)還(hai)是(shi)在(zai)選(xuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)時(shi)候(hou),能(neng)夠(gou)多(duo)了(le)解(jie)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)相(xiang)關(guan)知(zhi)識(shi)是(shi)很(hen)必(bi)要(yao)的(de)。這(zhe)裏(li)就(jiu)為(wei)大(da)家(jia)分(fen)享(xiang)變(bian)頻(pin)器(qi)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)選(xuan)型(xing)必(bi)知(zhi)。
變bian頻pin調tiao速su係xi統tong中zhong,電dian機ji的de降jiang速su和he停ting機ji是shi通tong過guo減jian小xiao頻pin率lv來lai實shi現xian的de,在zai頻pin率lv減jian小xiao瞬shun間jian,電dian機ji同tong步bu轉zhuan速su減jian慢man,而er由you於yu機ji械xie慣guan性xing,電dian機ji的de轉zhuan子zi轉zhuan速su不bu發fa生sheng變bian化hua。當dang同tong步bu轉zhuan速su小xiao於yu轉zhuan子zi轉zhuan速su時shi,轉zhuan子zi電dian流liu的de相xiang位wei幾ji乎hu180度大逆轉,電機從電動狀態變為發電狀態;此時軸上轉矩變成製動轉矩,使電機的轉速急劇下降,電機處再生製動狀態。
dianjizaishengdediannengjingxuliuerjiguanquanbozhengliuhoufankuidaozhiliudianlu。youyuzhiliudianludediannengwufatongguozhengliuqiaohuikuidaodianwang,jinkaobianpinqibenshendedianrongxishou,suiranqitabufennengxiaohaodianneng,dandianrongrengyouduanshijiandedianheduiji,xingcheng“泵升電壓”,使shi直zhi流liu電dian壓ya升sheng高gao。過guo高gao的de直zhi流liu電dian壓ya將jiang使shi各ge部bu分fen器qi件jian受shou到dao損sun害hai。因yin此ci,對dui於yu負fu載zai處chu於yu發fa電dian製zhi動dong狀zhuang態tai中zhong必bi須xu采cai取qu必bi需xu的de措cuo施shi處chu理li這zhe部bu分fen再zai生sheng能neng量liang。處chu理li再zai生sheng能neng量liang的de方fang法fa:能耗製動和回饋製動。
能耗製動的工作方式
能(neng)耗(hao)製(zhi)動(dong)采(cai)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)直(zhi)流(liu)側(ce)加(jia)放(fang)電(dian)電(dian)阻(zu)單(dan)元(yuan)組(zu)件(jian),將(jiang)再(zai)生(sheng)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao)在(zai)功(gong)率(lv)電(dian)阻(zu)上(shang)來(lai)實(shi)現(xian)製(zhi)動(dong)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)處(chu)理(li)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)的(de)最(zui)直(zhi)接(jie)的(de)辦(ban)法(fa),它(ta)是(shi)將(jiang)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)通(tong)過(guo)專(zhuan)門(men)的(de)能(neng)耗(hao)製(zhi)動(dong)電(dian)路(lu)消(xiao)耗(hao)在(zai)電(dian)阻(zu)上(shang),轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)能(neng),因(yin)此(ci)又(you)被(bei)稱(cheng)為(wei)“電阻製動”,它包括製動單元和製動電阻二部分。
製動單元
製動單元的功能是當直流回路的電壓Ud超過規定的限值時(如660V或710V),接(jie)通(tong)耗(hao)能(neng)電(dian)路(lu),使(shi)直(zhi)流(liu)回(hui)路(lu)通(tong)過(guo)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)後(hou)以(yi)熱(re)能(neng)方(fang)式(shi)釋(shi)放(fang)能(neng)量(liang)。製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)可(ke)分(fen)內(nei)置(zhi)式(shi)和(he)外(wai)置(zhi)式(shi)二(er)種(zhong),前(qian)者(zhe)是(shi)適(shi)用(yong)於(yu)小(xiao)功(gong)率(lv)的(de)通(tong)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi),後(hou)者(zhe)則(ze)是(shi)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)變(bian)頻(pin)器(qi)或(huo)是(shi)對(dui)製(zhi)動(dong)有(you)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)的(de)工(gong)況(kuang)中(zhong)。從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)講(jiang),二(er)者(zhe)並(bing)無(wu)區(qu)別(bie),都(dou)是(shi)作(zuo)為(wei)接(jie)通(tong)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)的(de)“開關”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅動電路。
製動電阻
製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)是(shi)用(yong)於(yu)將(jiang)電(dian)機(ji)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)以(yi)熱(re)能(neng)方(fang)式(shi)消(xiao)耗(hao)的(de)載(zai)體(ti),它(ta)包(bao)括(kuo)電(dian)阻(zu)阻(zu)值(zhi)和(he)功(gong)率(lv)容(rong)量(liang)兩(liang)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)。通(tong)常(chang)在(zai)工(gong)程(cheng)上(shang)選(xuan)用(yong)較(jiao)多(duo)的(de)是(shi)波(bo)紋(wen)電(dian)阻(zu)和(he)鋁(lv)合(he)金(jin)電(dian)阻(zu)兩(liang)種(zhong):前者采用表麵立式波紋有利於散熱減低寄生電感量,並選用高阻燃無機塗層,有效保護電阻絲不被老化,延長使用壽命;後者電阻器耐氣候性、耐震動性,優於傳統瓷骨架電阻器,廣泛應用於高要求惡劣工控環境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀。
能耗製動的過程如下
A、當電機在外力作用下減速、反轉時(包括被拖動),電機即以發電狀態運行,能量反饋回直流回路,使母線電壓升高;B、當直流電壓到達製動單元開的狀態時,製動單元的功率管導通,電流流過製動電阻;C、製動電阻消耗電能為熱能,電機的轉速降低,母線電壓也降低;D、母線電壓降至製動單元要關斷的值,製動單元的功率管截止,製動電阻無電流流過;E、采樣母線電壓值,製動單元重複ON/OFF過程,平衡母線電壓,使係統正常運行。
製動單元與製動電阻的選配
估算出製動轉矩=[(電機轉動慣量電機負載測折算到電機測的轉動慣量)*(製動前速度-製動後速度)]/375*減速時間-負載轉矩
一般情況下,在進行電機製動時,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於此範圍的話就無需接製動裝置。
計算製動電阻的阻值=製動元件動作電壓值的平方/(0.1047*(製動轉矩-20%電機額定轉矩)*製動前電機轉速)
在製動單元工作過程中,直流母線的電壓的升降取決於常數RC,R即為製動電阻的阻值,C為變頻器內部電解電容的容量。這裏製動單元動作電壓值一般為710V。
進行製動單元的選擇,製動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據,其計算公式:製動電流瞬間值=製動單元直流母線電壓值/製動電阻值
最(zui)後(hou)計(ji)算(suan)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)的(de)標(biao)稱(cheng)功(gong)率(lv)。由(you)於(yu)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)為(wei)短(duan)時(shi)工(gong)作(zuo)製(zhi),因(yin)此(ci)根(gen)據(ju)電(dian)阻(zu)的(de)特(te)性(xing)和(he)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao),大(da)家(jia)知(zhi)道(dao)電(dian)阻(zu)的(de)標(biao)稱(cheng)功(gong)率(lv)將(jiang)小(xiao)於(yu)通(tong)電(dian)時(shi)的(de)消(xiao)耗(hao)功(gong)率(lv),一(yi)般(ban)可(ke)用(yong)下(xia)式(shi)求(qiu)得(de):製動電阻標稱功率=製動電阻降額係數X製動期間平均消耗功率X製動使用率%。製動特點能耗製動(電阻製動)的優點是構造簡單,缺點是運行效率降低,特別是在頻繁製動時將要消耗大量的能量,且製動電阻的容量將增大。
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變頻器製動電阻設計計算方法
(1)製動電阻器箱數粗略計算為:電動機功率(KW)/11.2(取整數上限值)
(2)製動單元功率的選擇一般是變頻器的功率大小的(1~2)倍
(3)製動電阻器功率大於電動機功率KW/2(按照公式Pb=8Q*v*η)
(4)製動電阻值大小選擇公式700/電動機功率KW(采用多個製動單元並聯運行時,每個製動單元所配置的電阻器阻值不小於700/電動機功率KW;最小電阻值要按照有關配置表查得)
(5)依據電動機大小確定變頻器的功率大小。
變頻器製動電阻的安裝和配線注意事項
製動電阻的安裝
製動電阻是一個發熱體,因此,安裝的要點如下:(1)anzhuangweizhizhidongdianzubunenghebianpinqizhuangzaitongyigekongzhiguinei,yimianshibianpinqishoure。yebuyaotaikaojinqitaparedeshebei,yimianyingxiangqitashebeidezhengchangyunxing。zhidongdianzuyebuyaohebianpinqilidetaiyuan,yibanyingzai5m以內,最多也不要超過10m。(2)電阻櫃的設計電阻櫃應充分考慮製動電阻的散熱。必須有足夠的空間;其次是要有散熱孔。對於接通比較頻繁的製動電阻,還應配置散熱風扇。
製動電阻的配線
因為製動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,接線一定要牢靠。尤其是靠近電阻箱的接線端子,容易因受熱而氧化,應特別注意。
因製動電阻通常和直流電路“+”級相連,一旦掉在地上會影響人身安全。所以接線一定要牢靠。尤其是電阻箱周圍的接線端子,易因受熱而氧化,這點要特別注意。
當電阻箱與變頻櫃間超過5m時,應采用雙絞線。
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