变频器制动电阻的选择误区

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1、万方数据技术与应用·技术论坛张燕宾变频器资深专家张燕宾讲变频(三)变频器制动电阻的选择误区皆巾常有用户抱怨说：明明是按照变频器的说明书选购的制动电阻和制动单元，为什么会烧制动电阻?有的时候制动转矩不足?是不是说明书有误?要解决上述问题，必须理顺以下几个关系。制动转矩和制动电阻的关系1．制动转矩是怎样产生的当异步电动机转子的转速超过了旋转磁场的转速时，电动机将变成发电机，所产生的电磁转矩将变成制动转矩。电动机在正常运行时，转子的转速是低于旋转磁场的转速(同步转速)的，转子绕组切割磁力线的方向与磁场的旋

2、转方向相反，例如，在图1a中：同步转速no=1500r／min转子转速‰=1440r／min转差An=1500—1440r／min=60r／min，转差的方向和旋转磁场相反。电动机产生的电磁转矩(L)使转子旋转起来，旋转方向与磁场的旋转方向相同。如果将频率降为45Hz，当频率刚下降的瞬间，旋转磁场的转速(同步转速)立即下降为1350r／min，但由于拖动系统具有惯性的缘故，电动机转子的转速不可能立即下降，仍为I440r／min。于是，转子的转速超过了同步转速，转子绕组切割磁力线的方(a)正常运行，N

3、—＼1500r／min(b)频率下降(c)重物下降圈1电动机的发电状态”0l电气时代·2008年第4期向和原来相反了。从而，转子绕组中感应电动势和感应电流的方向，以及所产生的电磁转矩的方向都和原来相反了，电动机处于发电机状态，如图lb所示。由于所产生的转矩和转子旋转的方向相反，能够促使电动机的转速迅速地降下来，故也称为再生制动转矩。除此以外，当起重机械的起升装置使重物下降时，由于重物有重力加速度的原因，使转子的转速超过同步转速，如图1c所示。图中：同步转速no=1500r／rain转子转速tlM=1

4、540r／min转差An=1500—1540r／min=一40r／min，转差的方向和旋转磁场相同。其结果，电动机也处于发电机状态，所产生的电磁转矩的方向也和磁场的旋转方向相反。这时，制动转矩的作用是，阻止重物不断地加速，使重物能够匀速下降。2．制动转矩和制动电阻是什么关系变频器的逆变桥电路如图2所示，各逆变管旁边都反并联一个二极管。电动机在再生状态时发出的电流，经6个反并联二极管全波整流后，流向直流电路，使直流电路的电压％升高，称为泵升电压。I"，，、U。VH"lr{一dz一i●“j≤Lj二j0～

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7、当直流电压超过一定的限值玩。时，变频器将因。过电压”而跳闸。变频器跳闸后，逆变桥将立即封锁，电动机处于自由制动状态，这是用户所不希望的。为了防止直流电压过高，必须配置制动电阻，将直流电路中多余的电能通过制动电阻转换成热能散发掉，如图3所示。图3制动电阻和制动单元制动单元BV是用来控制能耗电路工作的，具体地说，则：当直流电压‰超过上限值％。时，BV导通，使电容器通过制动电阻尺。放电；当直流电压％降到限值以内时，BV截止，停止放电。制动电阻中的放电电流也称为制动电流，制动电阻的大小，将直接影响“发电机”

8、电流(再生电流)的大小，从而影响制动转矩的大小。3．怎样决定制动电阻的大小要决定制动电阻的大小，首先要决定需要多大的制动转矩。决定制动转矩的主要依据是拖动系统的惯性大小。图4a所示的卷绕机械，惯性很小，当变频器的输出频率下降时，因为被卷绕物的张力就构成了足够大的制动转矩，电动机的转速能够跟上同步转速的下降，反馈到直流回路的泵生电压不大，可以不用制动电阻来放电了。而图4b所示负载，有一个惯性很大的飞轮，如果变频器的输出频率下降得较快，电动机的转速将跟不上同步转速的下降，这就要求有较大的电磁制动转矩，也

9、就需要有足够大的制动电流，才能使电动机的转速跟得上同步转速的下降。技术论坛·技术与应用(a)小惯性负载(b)大惯性负载图4生产机械的惯性实践证明，在大多数情况下，制动转矩的大小和电动机的额定转矩相等(瓦=7k)就已经足够了。对于惯性较大，又要求较快制动的负载，所需制动转矩也不会超过220。因此，制动转矩的取值范围是瓦2(1～2)‰(1)式中瓦——拖动系统需要的制动转矩，N·m丁o——电动机的额定转矩，N。m有关资料表明：当通过制动电阻的放电电流等于电动机额定电流时，制