如何選擇制動(dòng)電阻
1、制動(dòng)單元又叫制動(dòng)斬波器,和制動(dòng)電阻一起配套工作,都是變頻器的選件。變頻器正常的母線電壓為540V(AC380V機(jī)型),當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí),該母線電壓會(huì)超過540V,允許700-800V,如長期或頻繁超過這個(gè)將會(huì)損壞變頻器,所以用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻進(jìn)行能量消耗,防止母線電壓過高。制動(dòng)單元可以看做是壓控元件,即制動(dòng)能量的大小由母線電壓控制,對于400V系列,直流側(cè)電壓高于675V或者720V開始啟動(dòng)(低于此值不動(dòng)作),隨著電壓升高,制動(dòng)功率不斷加大,制動(dòng)能量并非永遠(yuǎn)等于額定值。
2、電機(jī)有以下幾種情況會(huì)由電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài):A、常規(guī)負(fù)載快速減速或太短的減速時(shí)間;B、提升(位能)負(fù)載下行時(shí)一直處于發(fā)電狀態(tài)C、開卷機(jī)被其它機(jī)械被動(dòng)開卷。
3、選擇制動(dòng)單元比較簡單,對于A類負(fù)載,要求不高可通過自由停車來解決,或者延長減速時(shí)間來解決,制動(dòng)單元的功率選擇不必太高;B,C類一般按照和變頻器同等功率(或者稍高)就可以了。
變頻器如何選用制動(dòng)電阻
最簡單的方法,打電話給銷售商,讓他們幫你選,另外一般變頻器說明書的后面都配有制動(dòng)電阻的選型,你也可以查表得到。當(dāng)然也可以計(jì)算,不過相對復(fù)雜,制動(dòng)電阻不可太大,如果太大就不能有效的制動(dòng),原因?yàn)閜=u^2/r,制動(dòng)電阻也不可太小,如果太小電流就會(huì)很大,會(huì)燒毀制動(dòng)晶體管,下邊提供一種計(jì)算方法供參考。
A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 一般情況下,在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí),電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗,約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右,因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動(dòng)裝置;
B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值 在制動(dòng)單元工作過程中,直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC,R即為制動(dòng)電阻的阻值,C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。
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(jù),其計(jì)算公式如下:
D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率 由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制,因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo),我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率,一般可用下式求得: 制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率% 2.6 制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)(電阻制動(dòng))的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單,缺點(diǎn)是運(yùn)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。
制動(dòng)力矩計(jì)算 要有足夠的制動(dòng)力矩才能產(chǎn)生需要的制動(dòng)效果,制動(dòng)力矩太小,變頻器仍然會(huì)過電壓跳閘。 制動(dòng)力矩越大,制動(dòng)能力越強(qiáng),制動(dòng)性能約好。但是制動(dòng)力矩要求越大,設(shè)備投資也會(huì)越大。
制動(dòng)力矩精確計(jì)算困難,一般進(jìn)行估算就能滿足要求。 按100%制動(dòng)力矩設(shè)計(jì),可以滿足90%以上的負(fù)載。 對電梯,提升機(jī),吊車,按100% 開卷和卷起設(shè)備,按120%計(jì)算 離心機(jī)100% 需要急速停車的大慣性負(fù)載,可能需要120%的制動(dòng)力矩 普通慣性負(fù)載80% 在極端的情況下,制動(dòng)力矩可以設(shè)計(jì)為150%,此時(shí)對制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻都必須仔細(xì)合算,因?yàn)榇藭r(shí)設(shè)備可能工作在極限狀態(tài),計(jì)算錯(cuò)誤可能導(dǎo)致?lián)p壞變頻器本身。 超過150%的力矩是沒有必要的,因?yàn)槌^了這個(gè)數(shù)值,變頻器本身也到了極限,沒有增大的余地了。
電阻制動(dòng)單元的制動(dòng)電流計(jì)算(按100%制動(dòng)力矩計(jì)算) 制動(dòng)電流是指流過制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的直流電流。 380V標(biāo)準(zhǔn)交流電機(jī):
P――――電機(jī)功率P(kW) k――――回饋時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率,一般k=0.7(絕大部分場合適用)
V――――制動(dòng)單元直流工作點(diǎn)(680V-710V,一般取700V) I――――制動(dòng)電流,單位為安培
計(jì)算基準(zhǔn):電機(jī)再生電能必須完全被電阻吸收 電機(jī)再生電能(瓦)=1000×P×k=電阻吸收功率(V×I)
計(jì)算得到I=P。制動(dòng)電流安培數(shù)=電機(jī)千瓦數(shù) 即每千瓦電機(jī)需要1安培制動(dòng)電流就可以有100%制動(dòng)力矩 制動(dòng)電阻計(jì)算和選擇(按100%制動(dòng)力矩計(jì)算) 電阻值大小間接決定了系統(tǒng)制動(dòng)力矩的大小,制動(dòng)力矩太小,變頻器仍然會(huì)過電壓跳閘。 電阻功率選擇是基于電阻能安全長時(shí)間的工作,功率選擇不夠,就會(huì)溫度過高而損壞。 380V標(biāo)準(zhǔn)交流電機(jī): P――――電機(jī)功率P(kW) k――――回饋時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率,一般k=0.7(絕大部分場合適用) V――――制動(dòng)單元直流工作點(diǎn)(680V-710V,一般取700V) I――――制動(dòng)電流,單位為安培 R――――制動(dòng)電阻等效電阻值,單位為歐姆 Q――――制動(dòng)電阻額定耗散功率,單位為kW s――――制動(dòng)電阻功耗安全系數(shù),s=1.4 Kc――――制動(dòng)頻度,指再生過程占整個(gè)電動(dòng)機(jī)工作過程的比例,這事一個(gè)估算值,要根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)估算。
一般Kc取值如下:
電梯 Kc=10~15%
油田磕頭機(jī) Kc=10~20%
開卷和卷取 Kc=50~60%
最好按系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)核算
離心機(jī) Kc=5~20%
下放高度超過100m的吊車 Kc=20~40%
偶然制動(dòng)的負(fù)載 Kc=5% 其它 Kc=10%
電阻計(jì)算基準(zhǔn):電機(jī)再生電能必須被電阻完全吸收 電機(jī)再生電能(瓦)=1000×P×k=電阻吸收功率(V×V/R)
計(jì)算得到:制動(dòng)電阻R=700/P (制動(dòng)電阻值=700/電機(jī)千瓦數(shù))
電阻功率計(jì)算基準(zhǔn): 電機(jī)再生電能必須能被電阻完全吸收并轉(zhuǎn)為熱能釋放 Q=P×k×Kc×s=P×0.7×Kc×1.4 近似為Q=P×Kc 因此得到:
電阻功率Q=電動(dòng)機(jī)功率P×制動(dòng)頻度Kc 制動(dòng)單元安全極限: 流過制動(dòng)單元的電流值為700/R.