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(hu)180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。
電dian機ji再zai生sheng的de電dian能neng經jing續xu流liu二er極ji管guan全quan波bo整zheng流liu後hou反fan饋kui到dao直zhi流liu電dian路lu。由you於yu直zhi流liu電dian路lu的de電dian能neng無wu法fa通tong過guo整zheng流liu橋qiao回hui饋kui到dao電dian網wang,僅jin靠kao變bian頻pin器qi本ben身shen的de電dian容rong吸xi收shou,雖sui然ran其qi他ta部bu分fen能neng消xiao耗hao電dian能neng,但dan電dian容rong仍reng有you短duan時shi間jian的de電dian荷he堆dui積ji,形xing成cheng“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
zhidongdianzushiyongyujiangdianjidezaishengnengliangyirenengfangshixiaohaodezaiti,tabaokuodianzuzuzhihegonglvronglianglianggezhongyaodecanshu。tongchangzaigongchengshangxuanyongjiaoduodeshibowendianzuhelvhejindianzuliangzhong: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)安an裝zhuang位wei置zhi製zhi動dong電dian阻zu不bu能neng和he變bian頻pin器qi裝zhuang在zai同tong一yi個ge控kong製zhi櫃gui內nei,以yi免mian使shi變bian頻pin器qi受shou熱re。也ye不bu要yao太tai靠kao近jin其qi他ta怕pa熱re的de設she備bei,以yi免mian影ying響xiang其qi他ta設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing。製zhi動dong電dian阻zu也ye不bu要yao和he變bian頻pin器qi離li得de太tai遠yuan,一yi般ban應ying在zai5m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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