制動電阻的介紹、功用及計算

　　制動電阻，是波紋電阻的一種，主要用于變頻器控制電機快速停車的機械系統(tǒng)中，幫助電機將其因快速停車所產生的再生電能轉化為熱能。

　　一、制動電阻的構件　

　1.1、陶 瓷 管：是合金電阻絲的骨架，同時具有散熱器的功效;

　　1.2、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;

　　1.3、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、制動電阻的功用

　　2.1、保護變頻器不受再生電能的危害

　　電機在快速停車過程中，由于慣性作用，會產生大量的再生電能，如果不及時消耗掉這部分再生電能，就會直接作用于

　　變頻器專用型制動電阻變頻器的直流電路部分，輕者，變頻器會報故障，重者，則會損害變頻器;制動電阻的出現(xiàn)，很好的解決了這個問題，保護變頻器不受電機再生電能的危害;

　　2.2、保證電電源網(wǎng)絡的平穩(wěn)運行

　　制動電阻將電機快速制動過程中的再生電能直接轉化為熱能，這樣再生電能就不會反饋到電源電網(wǎng)絡中，不會造成電網(wǎng)電壓波動，從而起到了保證電源網(wǎng)絡的平穩(wěn)運行的作用。

　　三、制動電阻阻值的選擇

　　制動電阻的選擇除受到變頻器專用型能耗制動單元最大允許電流的限制外，與制動單元也并無明確的對應關系，其阻值主要根據(jù)所需制動轉矩的大小選擇，

　　功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動電阻阻值的選定有一個不可違背的原則：應保證流過制動電阻的電流IC小于制動單元的允許最大電流輸出能力，即：R > 800/Ic

　　其中：800 —— 變頻器直流側所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。

　　Ic —— 制動單元的最大允許電流。

　　為充分利用所選用的變頻器專用型制動單元的容量，通常制動電阻阻值的選取以接近上式計算的最小值為最經濟、同時還可獲得最大的制動轉矩，然而這需要較大的制動電阻功率。在某些情況下，并不需要很大的制動轉矩，此時比較經濟的辦法是選擇較大的制動電阻阻值、也因此可以減小制動電阻的功率，從而減少購買制動電阻所需的費用，這樣的代價是制動單元的容量沒有得到充分利用。

　　四、制動電阻電阻功率的計算

　　在選定了制動電阻的阻值以后，應該確定制動電阻的功率值，制動電阻功率的選取相對比較繁瑣，它與很多因素有關。

　　制動電阻消耗的瞬時功率按下式計算：P 瞬= 7002 /R

　　按上式計算得到的制動電阻功率值是制動電阻可以長期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值，然而制動電阻并非是不間斷的工作，這種選

　　取存在很大的浪費，在本產品中，可以選擇制動電阻的使用率，它規(guī)定了制動電阻的短時工作比率。制動電阻實際消耗的功率按下式計算：

　　P 額=7002 /R×rB% rB%：制動電阻使用率。

　　實際使用中，可以按照上式選擇制動電阻功率，也可以根據(jù)所選取的制動電阻阻值和功率，反過來計算制動電阻所能夠承受的使用率，從

　　而正確設置，避免制動電阻過熱而損壞。

　　五、制動電阻使用率的確定

　　制動電阻使用率規(guī)定了制動電阻的使用效率，以避免制動電阻過熱而損壞，它會影響制動單元的制動效果。

　　制動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，制動效果越差。同時，制動單元的容量也沒有得到充分利用。

　　理論上講，制動電阻使用率為100%時，對制動單元容量的利用最充分，制動效果也最明顯，然而這需要較大的制動電阻功率的代價，使用者應

　　綜合考慮。

　　在制動電阻阻值和功率都已經確定的前提下，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，宜選取較大制動電阻使用率。

　　六、制動電阻的降額選擇

　　按照上述方法計算得到的制動電阻功率是足夠的，根據(jù)負載性質的不同，還可以進一步降額選擇。

　　6.1、非重復制動

　　所謂非重復制動，是指拖動系統(tǒng)在一個相當長的時間內只有一次減速制動過程，因此制動電阻在該段時間內只有一次消耗能量的過程，制

　　制動電阻降額功率與單次制動時間的關系圖動電阻的功率也因此可以進一步減小，減小的幅度決定于制動電阻的耐沖擊能力和單次減速制動的動作時間。

　　不考慮制動電阻耐沖擊能力的因素，在非重復制動系統(tǒng)中，制動電阻的功率降額與單次減速制動時間的關系見《圖：制動電阻降額功率與單次制動時間的關系圖》;

　　可見，在制動時間小于10S的情況下，制動電阻的功率可選擇到降額到20%以下。

　　6.2、重復制動

　　有些機械是需要反復制動的，如起重機械和龍門刨床等，在重復制動且制動時間較短的情況下，制動電阻的選用功率P 選用與制動占空比(每次制動時間tb與每兩次制動之間的時間間隔tc之比tb/tc)有近似線性關系。制動占空比越小，制動電阻功率的降額使用的幅度越大(P 選用/P 額越小)。通過《圖：制動電阻功率與制動占空比的關系圖》可了解這種對應關系。

　　制動電阻功率與制動占空比的關系圖注意：當制動時間較長且反復制動的情況下，制動電阻功率的選擇應考慮留有一定的余量。