中国自动化学会专家咨询工作委员会指定宣传媒体
免费注册 登录 广告服务 | 客服中心
您现在所在的是:

变频器论坛

抖音 西门子减速电机 德嘉 台达 英威腾 泓格论坛 西门子 我和LOGO!有个约会 FLIR红外热像论坛 【有奖活动】英威腾 “Ni美国国家仪器 “PLC发展趋势大讨论”活动圆满结束 cc-link图文征集活动 西门子SMART LINE V3
工控论坛首页 变频器论坛 → 浏览主题: 关于变频或伺服的制动电阻选型
发表新帖 回复该主题
回帖:122个,阅读:31482 [上一页] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] ... [13] [下一页]
* 帖子主题:

关于变频或伺服的制动电阻选型

分享到
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/5/13 23:25:42
#20楼
这是某位先生(女士)博客中载来的:

变频器制动电阻的计算方法2008-11-21 19:49      A、首先估算出制动转矩   一般情况下,在进行电机制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%左右,因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置;

B、接着计算制动电阻的阻值   在制动单元工作过程中,直流母线的电压的升降取决于常数RC,R即为制动电阻的阻值,C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。

   C、然后进行制动单元的选择 在进行制动单元的选择时,制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据,其计算公式如下:    

   D、最后计算制动电阻的标称功率 由于制动电阻为短时工作制,因此根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率,一般可用下式求得: 制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率% 2.6 制动特点 能耗制动(电阻制动)的优点是构造简单,缺点是运行效率降低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量,且制动电阻的容量将增大。  

  制动力矩计算 要有足够的制动力矩才能产生需要的制动效果,制动力矩太小,变频器仍然会过电压跳闸。 制动力矩越大,制动能力越强,制动性能约好。但是制动力矩要求越大,设备投资也会越大。

制动力矩精确计算困难,一般进行估算就能满足要求。 按100%制动力矩设计,可以满足90%以上的负载。 对电梯,提升机,吊车,按100% 开卷和卷起设备,按120%计算 离心机100% 需要急速停车的大惯性负载,可能需要120%的制动力矩 普通惯性负载80% 在极端的情况下,制动力矩可以设计为150%,此时对制动单元和制动电阻都必须仔细合算,因为此时设备可能工作在极限状态,计算错误可能导致损坏变频器本身。 超过150%的力矩是没有必要的,因为超过了这个数值,变频器本身也到了极限,没有增大的余地了。    

  电阻制动单元的制动电流计算(按100%制动力矩计算)

制动电流是指流过制动单元和制动电阻的直流电流。

380V标准交流电机:

P――――电机功率P(kW) k――――回馈时的机械能转换效率,一般k=0.7(绝大部分场合适用)

V――――制动单元直流工作点(680V-710V,一般取700V)

I――――制动电流,单位为安培

计算基准:电机再生电能必须完全被电阻吸收 电机再生电能(瓦)=1000×P×k=电阻吸收功率(V×I)

     计算得到I=P。。。。。。。。。。制动电流安培数=电机千瓦数 即每千瓦电机需要1安培制动电流就可以有100%制动力矩  制动电阻计算和选择(按100%制动力矩计算)

电阻值大小间接决定了系统制动力矩的大小,制动力矩太小,变频器仍然会过电压跳闸。

    电阻功率选择是基于电阻能安全长时间的工作,功率选择不够,就会温度过高而损坏。 380V标准交流电机: P――――电机功率P(kW) k――――回馈时的机械能转换效率,一般k=0.7(绝大部分场合适用) V――――制动单元直流工作点(680V-710V,一般取700V) I――――制动电流,单位为安培 R――――制动电阻等效电阻值,单位为欧姆 Q――――制动电阻额定耗散功率,单位为kW s――――制动电阻功耗安全系数,s=1.4 Kc――――制动频度,指再生过程占整个电动机工作过程的比例,这事一个估算值,要根据负载特点估算

一般Kc取值如下:

电梯                       Kc=10~15%

油田磕头机                 Kc=10~20%

开卷和卷取                 Kc=50~60%

最好按系统设计指标核算 离心机                      Kc=5~20%

下放高度超过100m的吊车     Kc=20~40%

偶然制动的负载              Kc=5% 其它                        Kc=10%

   电阻计算基准:电机再生电能必须被电阻完全吸收 电机再生电能(瓦)=1000×P×k=电阻吸收功率(V×V/R)

计算得到:制动电阻R=700/P   (制动电阻值=700/电机千瓦数)

电阻功率计算基准: 电机再生电能必须能被电阻完全吸收并转为热能释放 Q=P×k×Kc×s=P×0.7×Kc×1.4 近似为Q=P×Kc 因此得到:

电阻功率Q=电动机功率P×制动频度Kc 制动单元安全极限: 流过制动单元的电流值为700/R


想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/5/13 23:35:37
#21楼
自动化在线中有一篇文章说得“工程性”较强些:

http://www.autooo.net/ic/tech/2009-04-20/34992.html

里面说了:“实践证明,放电电流等于电机额定电流的一半时,就可以得到与电机额定转矩相同的制动转矩了”,呵呵,多好的“实践证明”,不需要理论分析了
想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/5/13 23:40:22
#22楼
但是,我们如何来保证“0。5秒的制动时间”呢?

看来唯一可信的理论计算方法,还是要从转动惯量来,结合减速时间来计算制动电阻的功率。
想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/5/13 23:44:46
#23楼
大名小名帖的那文档不全,这个文档公式比较全,是台达的

台达变频器制动电阻设计
作者:刘元刚 出处: 阅读:1432 发布时间:2007-07-02 供稿:中达电通股份有限公司 摘 要:变频器的应用越来越广泛,台达变频器依靠自己强大的OEM能力和持续不断的研发能力其市场规模越来越壮大。变频器配件的选择对于用户前期的设计选型有至关重要的作用,本文主要介绍了台达变频器的制动电阻选择基本原则和方法。
关键词:台达变频器 制动电阻 变频器配件

1 引言
目前市场上变频器的制动方法大致有三种:能耗制动,直流制动,回馈(再生)制动。台达变频器属于不可控整流电压源型的变频器,其制动方式属于能耗制动和直流制动。能耗制动是台达变频器让生产机械在运动过程中快速地减速或停车的主要形式;直流制动则在电机运转准备时刻输出一直流电流产生转矩迫使电机停止,以得到平稳的启动特性,或者当变频器停止时刻输出一直流电流产生转矩迫使电机停止,以确保电机已准确停车。在使用台达变频器的变频调速系统中,减速的方法就是通过逐步降低给定频率来实现的。在频率下降过程中,电动机将处于再生制动状态(发电机状态),使得电动机的转速迅速地随频率的下降而下降。在制动过程中,泵生电压的产生会导致直流母线上的电压升高,此时变频器会控制刹车单元通过刹车电阻把升高的电压以热能的方式消耗掉。为了使得系统平稳降速,需要设置适当的减速时间,同时选择合适的制动电阻和制动单元才能满足需要。目前关于制动电阻的计算方法有很多种,从工程的角度来讲要精确的计算制动电阻的阻值和功率在实际应用过程中不是很实际,主要是部分参数无法精确测量。目前通常用的方法就是估算方法,由于每一个厂家的计算方法各有不同,因此计算的结果不大一致。本文所介绍的计算方法仅仅是供参考,具体的情况要根据每一个现场的使用情况来进行分析计算。

2 制动电阻的介绍
制动电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,延长使用寿命,台达原厂配置的就是这样的电阻;铝合金电阻易紧密安装、易附加散热器,外型美观,高散热性的铝合金外盒全包封结构,具有极强的耐振性,耐气候性和长期稳定性;体积小、功率大,安装方便稳固,外形美观,广泛应用于高度恶劣工业环境使用。

3 制动电阻的阻值和功率计算
3.1刹车使用率ED%
制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量;当刹车电阻发热时,电阻值将会随温度的上升而变高,制动转矩亦随之减少。刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。(图1)


图1刹车使用率ED%定义


现在用一个例子来说明制动使用率的概念:10%的制动频率可以这样理解,如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100%的功率,那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。

3.2 制动单元动作电压准位
当直流母线电压大于等于制动电压准位(甄别阈值)时,刹车单元动作进行能量消耗。台达制动电压准位如表1所示。





3.3 制动电阻设计
(1) 工程设计
实践证明,当放电电流等于电动机额定电流的一半时,就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了,因此制动电阻的粗略计算是:


RB = 2*UD / IMN


其中:
UD 制动电压准位。
IMN 电机的额定电流。
为了保证变频器不受损坏,强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。选择制动电阻的阻值时,不能小于该阻值。


RBmin = UD / IMN


根据以上所叙,制动电阻的阻值R的选择范围为:


UD / IMN < R ≤ 2*UID / IMN


制动电阻的耗用功率:
当制动电阻R在直流电压为UD的电路工作时,其消耗的功率为:


P0 = UD2 / R


耗用功率的含义:如果电阻的功率按照此数值选择的话,该电阻可以长时间的接入在电路里工作。
现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率ED%。因为系统的进行制动时间比较短,在短时间内,制动电阻的温升不足以达到稳定温升。因此,决定制动电阻容量的原则是,在制动电阻的温升不超过其允许数值(即额定温升)的前提下,应尽量减小容量,粗略算法如下:


PB = λ*P*ED% = λ*UD2 / R*ED%


λ为制动电阻的降额系数:λ = 1-|R-RB| / RB

R为实际的选用电阻阻值。
PB为制动电阻的功率。

(2) 设计举例
根据以上的公式我们可以大致的推算出来我们需要的制动电阻的阻值和功率。以台达VFD075F43A变频器驱动7.5KW的电机作为例来说明,7.5KW电机额定电流是18A,输入电压AC460,则有:


RB = 2*UD / IMN = 2*800/18 = 88.9欧



RBmin = UD / IMN = 800/18 = 44.4欧


因此制动电阻的阻值取值范围:

44.4 < R ≤ 88.9


选择电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜,选择阻值75欧。


PB = λ*UD2/R*ED% = 0.84*8002/75*0.1 = 716W


根据实际的情况可以在计算的数值功率上适当的扩大。

4 结束语
制动电阻的阻值和功率的计算都是从工程的角度来考虑的,因此在实际的应用时需要结合现场的具体情况进行适当的该动,最终形成一个经济适用的选择方案。

参考文献(略)
想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
47195
kdrjl 版主
文章数:23713
年度积分:427
历史总积分:47195
注册时间:2004/2/17
发站内信
2018论坛优秀版主
2017论坛优秀版主
2016论坛优秀版主
2015论坛优秀版主
2014论坛优秀版主
我秀我做2014
2013论坛优秀版主
秀秀我的办公桌
晒晒工控小礼品
2012论坛优秀版主
2011论坛贡献奖
2010年论坛优秀版主
发表于:2010/5/16 9:23:52
#24楼
这个帖子很值得细读和品味。原因是针对一个问题,竟是“百家争鸣”。非常好!封精支持楼主的辛勤工作。这么注意搜集相关信息了。
我现在没有时间,但我会回来点评的。这里面值得讨论和阐述的问题很多很多。理论联系实际的讨论很有必要,也很有趣。
继续关注中...
我是你的朋友
74054
ZCMY 版主
文章数:44243
年度积分:1289
历史总积分:74054
注册时间:2004/3/16
发站内信
2018论坛贡献奖
2018春节活动(三)
2017论坛优秀版主
2017国庆活动(三)
2016论坛优秀版主
2015论坛优秀版主
2014论坛优秀版主
2014相约国庆
2013论坛优秀版主
2012论坛优秀版主
2011论坛贡献奖
2010年论坛优秀版主
发表于:2010/5/16 13:42:38
#25楼
同样的功率,国产的配的电阻功率是进口的好几倍;
一般情况下还是按厂家的说明配电阻的阻值及功率吧;
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/5/20 21:09:12
#26楼
开题讨论,目的就在于知其然后知其所以然。

理想状况下,不考虑系统摩擦系数与传动效率,做如下分析:

假设知道传动链折算到电机轴的转动惯量J(KG*m^2),同时,知道电机轴当前转速n转/min(ω=n*2*3.14/60S),现在,要求1秒内减速到0速。那么,系统减速度为n(ω/S^2)。此时,需要制动转矩为:J*ω(KG*m^2/S^2)=J*ω(N*m)牛米。

当我们知道了需要的制动转矩,知道了制动电流与制动转矩的关系,电流就出来了。考虑直流制动电压的最大允许值若为700V,那么最小电阻值就出来了
——可但是,但可是,电机被动运转速度是变化的,电压频率变化、有效值变化,电容在向电阻放电时也引起电压变化。阻容放电电压方程可以列出,电机发电电压方程俺还没思考(电机学得不好),事实上,在电压变化(降低)、电阻电容不变的情况下,制动电流在减小,制动转矩也在减小,——》若要保证制动时间,必须实时减小电阻,以保证制动电流、制动转矩的线性。

也就是说,在不考虑摩擦系数、传动效率等因素的情况下,按固定母线电压、制动电流选取的电阻值,达不到制动时间要求。而摩擦系数、传动效率、电机与变频本体耗能等综合因素对制动时间有多大影响?不得而知
想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
15508
xq09181 版主
文章数:3008
年度积分:268
历史总积分:15508
注册时间:2008/5/15
发站内信
2018论坛优秀版主
2017论坛优秀版主
2016论坛优秀版主
2015论坛贡献奖
2014论坛优秀版主
2013论坛贡献奖
2012论坛贡献奖
2011论坛贡献奖
2010年论坛优秀版主
09工控人生征文
08年最佳博客奖
发表于:2010/6/9 6:00:11
#27楼
受益了!佩服楼主的和版主的探索精神。好帖子!以前光知道查表应用,未能知其所以然。现在自己也可以据负载状况粗略估算制动电阻的阻值和功率值了。
咸庆信变频器维修专题博客:http://blog.gkong.com/blog.asp?name=xq%30%39%31%38%31
【博客文章全为原创,多为维修笔记,旨在技术交流,互相提高。以变频维修及其它工控类文章为主,间或放进些诗歌散文,以起到阅读中的调适作用,也是原创。欢迎转载,欢迎留言探讨有关工控的技术问题!欢迎赐教与指正!转载最好注明文章出处标以转载字样,以期规范转载行为。所有文章大家随便看,不搞什么须登陆,须回复才能打开的设置!这是我的公告。--旷野之雪】
《精选工业电器电路原理图析与实用检修》、《变频器实用电路图集与原理图说》、《变频器电路维修与故障实例分析》、《PLC技术与应用——专业技能入门与精通》已经出版。
47195
kdrjl 版主
文章数:23713
年度积分:427
历史总积分:47195
注册时间:2004/2/17
发站内信
2018论坛优秀版主
2017论坛优秀版主
2016论坛优秀版主
2015论坛优秀版主
2014论坛优秀版主
我秀我做2014
2013论坛优秀版主
秀秀我的办公桌
晒晒工控小礼品
2012论坛优秀版主
2011论坛贡献奖
2010年论坛优秀版主
发表于:2010/6/9 16:50:22
#28楼
一般情况下,我们在考虑制动电阻技术参数的时候,都是已知电机的功率和变频器的功率参数基础上进行选型和计算的。并非是系统未知的情况。换句话说,我们针对一个特定的系统,比如,一个7.5kW的变频器系统进行制动功率计算和制动电阻的选型。而并不是要针对一个制动指标去选择设计一个变频器传动系统。

搞清这一点,再回来谈论制动单元和制动电阻参数选型计算。问题就很明朗了。什么转动惯量呀、刹车时间呀都是有特定极限的了。因为传动系统是已知的,选择他的极限制动参数也就OK了。这里当然也包括了它的极限加(减)速度指标。最小电阻值指标等等只要给到了制动能力的极限值,就完全可以了,剩下的工作,也就是估算他的发热功率,选择合适的功率值,以减小系统的制造成本。至于性能指标,完全用满了,再快也快不起来了。
我是你的朋友
4363
firedphoenix
文章数:1341
年度积分:50
历史总积分:4363
注册时间:2004/3/13
发站内信
我秀我做2014
发表于:2010/6/14 20:23:04
#29楼
以前凸轮控制器调速的天车,多用转子切换电阻调速。如果变频驱动器的制动电阻也用切换的办法,在其母线电压降低时减小电阻,是不是其制动能力也可以得到提高,可以满足更高的制动要求?
想起时正是忘记,V信:firedphoenix_he
————————
千古最难觅知音
面山闻水思伊人
工控学堂推荐视频:

关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 本站动态 | 友情链接 | 法律声明 | 非法和不良信息举报

工控网客服热线:0755-86369299
版权所有 中华工控网 Copyright©2020 Gkong.com, All Rights Reserved

171.6011