制動(dòng)電阻,是波紋電阻的一種,主要用于變頻器控制電機快速停車(chē)的機械系統中,幫助電機將其因快速停車(chē)所產(chǎn)生的再生電能轉化為熱能。
一、制動(dòng)電阻的構件
1、陶瓷管:是合金電阻絲的骨架,同時(shí)具有散熱器的功效;
2、合金電阻絲:扁帶波浪形狀,纏繞在陶瓷管表面上,負責將電機的再生電能轉化為熱能;
3、涂層:涂在合金電阻絲的表面上,具有耐高溫的特性,功用是阻燃;
二、制動(dòng)電阻的功用
1、保護變頻器不受再生電能的危害
電機在快速停車(chē)過(guò)程中,由于慣性作用,會(huì )產(chǎn)生大量的再生電能,如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能,就會(huì )直接作用于變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)電阻變頻器的直流電路部分,輕者,變頻器會(huì )報故障,重者,則會(huì )損害變頻器;制動(dòng)電阻的出現,很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,保護變頻器不受電機再生電能的危害;
2、保證電電源網(wǎng)絡(luò )的平穩運行
制動(dòng)電阻將電機快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉化為熱能,這樣再生電能就不會(huì )反饋到電源電網(wǎng)絡(luò )中,不會(huì )造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò )的平穩運行的作用。
三、制動(dòng)電阻阻值的選擇
制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外,與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對應關(guān)系,其阻值主要根據所需制動(dòng)轉矩的大小選擇,功率根據電阻的阻值和使用率確定。制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則:應保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力,即:R大于800/Ic其中:800——變頻器直流側所可能出現的最大直流電壓。Ic——制動(dòng)單元的最大允許電流。
為充分利用所選用的變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)單元的容量,通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計算的最小值為最經(jīng)濟、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉矩,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率。在某些情況下,并不需要很大的制動(dòng)轉矩,此時(shí)比較經(jīng)濟的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率,從而減少購買(mǎi)制動(dòng)電阻所需的費用,這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒(méi)有得到充分利用。
四、制動(dòng)電阻電阻功率的計算
在選定了制動(dòng)電阻的阻值以后,應該確定制動(dòng)電阻的功率值,制動(dòng)電阻功率的選取相對比較繁瑣,它與很多因素有關(guān)。制動(dòng)電阻消耗的瞬時(shí)功率按下式計算:P瞬=7002/R按上式計算得到的制動(dòng)電阻功率值是制動(dòng)電阻可以長(cháng)期不間斷的工作可以耗散的功率數值,然而制動(dòng)電阻并非是不間斷的工作,這種選取存在很大的浪費,在本產(chǎn)品中,可以選擇制動(dòng)電阻的使用率,它規定了制動(dòng)電阻的短時(shí)工作比率。制動(dòng)電阻實(shí)際消耗的功率按下式計算:
P瞬=7002/R:制動(dòng)電阻使用率。實(shí)際使用中,可以按照上式選擇制動(dòng)電阻功率,也可以根據所選取的制動(dòng)電阻阻值和功率,反過(guò)來(lái)計算制動(dòng)電阻所能夠承受的使用率,從而正確設置,避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞。
五、制動(dòng)電阻使用率的確定
制動(dòng)電阻使用率規定了制動(dòng)電阻的使用效率,以避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞,它會(huì )影響制動(dòng)單元的制動(dòng)效果。制動(dòng)電阻的使用率設置越低,電阻的發(fā)熱程度越小,電阻上消耗的能量越少,制動(dòng)效果越差。同時(shí),制動(dòng)單元的容量也沒(méi)有得到充分利用。理論上講,制動(dòng)電阻使用率為100%時(shí),對制動(dòng)單元容量的利用最充分,制動(dòng)效果也最明顯,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率的代價(jià),使用者應綜合考慮。在制動(dòng)電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下,對于減速較慢的大慣性負載,選取較低的電阻使用率會(huì )取得較好的效果。對于需要快速停機的負載,宜選取較大制動(dòng)電阻使用率。
六、制動(dòng)電阻的降額選擇
按照上述方法計算得到的制動(dòng)電阻功率是足夠的,根據負載性質(zhì)的不同,還可以進(jìn)一步降額選擇。
1、非重復制動(dòng)
所謂非重復制動(dòng),是指拖動(dòng)系統在一個(gè)相當長(cháng)的時(shí)間內只有一次減速制動(dòng)過(guò)程,因此制動(dòng)電阻在該段時(shí)間內只有一次消耗能量的過(guò)程,制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖動(dòng)電阻的功率也因此可以進(jìn)一步減小,減小的幅度決定于制動(dòng)電阻的耐沖擊能力和單次減速制動(dòng)的動(dòng)作時(shí)間。
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