制动电阻是什么

制动电阻是用于电机制动的重要元件。

它是将电机产生的能量转化为热能进行散热并限制电机在运动中的惯性从而有效地减缓或停止电机运动的装置。

制动电阻的工作原理基于欧姆定律和焦耳定律。当电机开始制动时电机会处于发电状态能量返回到变频器的直流母线上导致直流母线电压升高。当升高到一定值制动电阻投入运行将这部分电能通过电阻发热消耗掉维持直流母线电压正常。

制动电阻的作用主要有两方面。一是将电机快速制动过程中的再生电能转化为热能避免电能反馈到电源网络造成电网电压波动保证电源网络平稳运行。二是在电机工作时消耗电机产生的机械能和电能避免电机过热、电路过载等问题保护电机安全运行同时限制电机惯性防止因惯性继续滑行或旋转导致设备损坏或人员伤亡。

在选择制动电阻时要考虑电阻功率、阻值、散热性能、可靠性和环境适应性等因素。电阻功率应大于变频器在最大制动状态下产生的再生电能功率阻值会影响制动效果可参考变频器技术手册的推荐范围选择。散热性能好的制动电阻能有效散热可靠性高的产品质量有保障环境适应性强的能在恶劣环境工作。

制动电阻的安装也有讲究要确保安装位置通风良好连接线牢固可靠安装过程中避免拉扯安装完成后检查是否正常工作。

关于制动电阻选型的计算公式制动力矩或制动电阻计算380V 系列不同情况有不同的公式。电阻功率计算一般负荷为电机功率的 10%频繁制动为 15%长时间制动为 20%。同时制动电阻最大功率要小于 1.5 倍的变频器功率并与过载系数相乘。

制动电阻的选择需要考虑多个因素。

首先是估算制动转矩电机内部存在损耗约为额定转矩的 18%22%若计算结果小于此范围无需接制动装置。

接着计算刹车电阻的阻值有严谨和简易两种选型步骤。严谨步骤先计算刹车电流再计算刹车电阻的标称功率简易步骤则先计算标称功率再计算阻值。

实际选型时要计算制动使用率可约定为 20%30%。确定制动单元动作电压如最高允许输入电压为 AC120V±10%理论转换直流电压最高为 186.6V可约定母线电压达到 220V 开启刹车电阻。

然后计算刹车电阻的标称功率按 30%制动使用率标称功率约为 117W按 20%制动使用率标称功率约为 78W方便选型可暂定 100W。

还要计算最小刹车电阻阻值按 30%制动使用率阻值约为 37R按 20%制动使用率阻值约为 24R电阻阻值可暂定 75R制动使用率能提高到 60%。

刹车电阻选型有一些注意事项。IPM 内置 IGBT最高耐压为 600V为保障安全暂定母线电压最高允许达到 500V所以刹车电阻阻值不能过大确保刹车能量能及时泄放母线电压不超 500V。

制动单元 MOS 管最高允许持续电流 20A超过最高允许电压 MOS 管会烧毁所以刹车电阻阻值不能过小。

验证刹车电阻主要看阻值和功率。阻值大小影响明显电机转速越快、负载越大、极端使用情况刹车产生的能量越高测试时要将电机转速和负载调到设备允许的最高值考虑极端情况。

功率大小影响更多体现在热量散失及时性上通常额定功率越大散热效果越好要综合考虑设备内部安装空间和散热条件。

验证温升是否满足要求可安装在设备中检测也可采用对比温升测试方法。