如何計(jì)算制動(dòng)電阻的功率|上海晶犀

隨著變頻器在電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域的普及與推廣，在很多應(yīng)用領(lǐng)域需要快速停車或瞬時(shí)減速，此時(shí)由于機(jī)械慣性的存在，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速將會(huì)大于變頻器輸出的同步轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)，或在起重/提升/開卷類應(yīng)用中，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)速方向相反時(shí)，電機(jī)也運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)。系統(tǒng)的動(dòng)能/重力勢(shì)能等通過齒輪箱/電機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，除一部分以機(jī)械損耗的形式消耗掉外，大部分將通過變頻器逆變 IGBT 的反并聯(lián)二極管回饋到中間直流環(huán)節(jié)，對(duì)于電壓源型變頻器，雖然直流電容的容量較大，但其所能儲(chǔ)存的能量依然有限，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所發(fā)

出的電能超過直流環(huán)節(jié)電容的儲(chǔ)存能力、變頻器網(wǎng)側(cè)整流單元不具備回饋到電網(wǎng)的能力或回饋能力不足時(shí)，就必須在直流環(huán)節(jié)盡快把能量消耗掉，最簡(jiǎn)單的方式就是使用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。

制動(dòng)電阻功率的計(jì)算

由于拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)時(shí)間通常是短暫的，在短時(shí)制動(dòng)過程中，制動(dòng)電阻的溫升還達(dá)不到其額度溫升，而在制動(dòng)后的停歇時(shí)間又較長，這時(shí)制動(dòng)電阻的溫度完全可以降至環(huán)境溫度。因此，選擇制動(dòng)電阻的額定功率完全可以小于通電時(shí)耗用功率。西門子選型手冊(cè)中給出的制動(dòng)電阻的功率不能滿足現(xiàn)場(chǎng)工況時(shí)，

可以由公式來計(jì)算得出：

式中 PB0——制動(dòng)電阻的最大功率。

式中 UD——直流回路電壓，一般取 760V。

式中 RB——制動(dòng)電阻的阻值。

RB 制動(dòng)電阻的阻值可以從手冊(cè)中查到，由變頻器決定。

制動(dòng)電阻的功率 PB0 安照公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)計(jì)算過程中所得的制動(dòng)電阻的最大功率超過變頻器額度功率時(shí)，以變頻器的額定功率作為制動(dòng)電阻的最大功率，這樣選取的電阻可以長期接入電路工作。但實(shí)際工況中制動(dòng)電阻工作的的時(shí)間是短暫的，其實(shí)際功率值可以比耗用功率值小。因此，決定制動(dòng)電阻功率的原則是，在電阻的溫升不超過其額定溫升的前提下，應(yīng)盡量減小其功率值。

制動(dòng)電阻功率修正系數(shù)的確定

（1） 不頻繁制動(dòng)的負(fù)載。制動(dòng)的次數(shù)較少，一次制動(dòng)以后，在較長的時(shí)間內(nèi)不再制動(dòng)的負(fù)載，如二次方率負(fù)載。對(duì)于這種負(fù)載，修正系數(shù)的大小取決于每次制動(dòng)所需要的時(shí)間。

當(dāng)每次制動(dòng)時(shí)間 tB 小于 10s 時(shí)，可取γB =7;

當(dāng)每次制動(dòng)時(shí)間 tB 超過 100s 時(shí)，可取γB =1;

（2） 頻繁制動(dòng)的負(fù)載。許多機(jī)械是需要反復(fù)制動(dòng)的，如起重機(jī)械、龍門刨床等。

對(duì)應(yīng)這類負(fù)載，修正系數(shù)的大小取決于每次制動(dòng)時(shí)間 tB 與每?jī)纱沃苿?dòng)之間的時(shí)間間隔 tC 之比（tB/tC），其比值稱為制動(dòng)占空比。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于制動(dòng)占空比經(jīng)常變動(dòng)，所以，只能取一個(gè)平均數(shù)。這時(shí)修正系數(shù) γB 可按如下方法確定：

當(dāng) tB/tC≤0.01 時(shí)，取 γB=5；

當(dāng) tB/tC≥0.15 時(shí)，取 γB =1；

結(jié)束語

由于制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率比實(shí)際消耗的功率小的多，并且制動(dòng)電阻的通電時(shí)間也很難準(zhǔn)確的估算，因此，實(shí)際運(yùn)行過程中如果通電時(shí)間超過預(yù)設(shè)的通電時(shí)間，將導(dǎo)致制動(dòng)電阻過熱而損壞。所以，選型時(shí)要適當(dāng)?shù)脑黾佑嗔�，其次�?duì)制動(dòng)電阻應(yīng)加過熱保護(hù)，過熱保護(hù)可以使用熱繼電器，也可以自行設(shè)計(jì)過熱保護(hù)電路。

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