秤调速机制动电阻过热的分析及对策

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1、聚乙烯包装秤调速机制动电阻过热的分析及对策生产安装部技术组杨忠群聚乙烯包装秤调速机制动电阻过热的分析及对策摘要：包装秤伺服驱动器及其调速机制动电阻过热，是导致聚乙烯包装秤伺服故障频繁停车的重要原因。解决的方案除了投用并改进配电柜及电阻箱的通风设施外，还应从实际使用的角度，对制动电阻的选型加以重新考虑。本文着重对后者进行了论述。关键词：伺服驱动器调速器过热伺服故障制动电阻1引言聚乙烯包装秤控制系统采用伺服驱动器来控制伺服电机。包装电子秤是通过伺服电机驱动给料门在大小开度和一个零位三个位置之间往复运动，以完成测量和自动装袋。伺服驱动器是实现整个装袋机快速

2、精确定位的核心元件。伺服驱动器及其制动电阻对环境温度的要求很高。如果两者产生过热现象，包装秤将无法正常运行。2伺服故障与过热现象2．1事故过程及处理气温约36℃左右。燕山石化聚乙烯包装厂房内更高达37～38℃。包装秤多次因“伺服故障”（操作盘显示‘SERVOTROUBLE’）报警而停车。仪表人员打开配电柜的通风阀门并更换了伺服驱动器及伺服电机。包装秤虽可短时间运行，但该报警仍多次发生。后操作人员发现配电柜电阻器箱外壳温度过高，便立即对电阻箱进行通风。操作盘上的“伺服故障”报警即消除，包装秤运行正常。此后偶尔出现过两次报警，经当班人员开大电阻箱的通风阀

3、门以加强散热，“伺服故障”现象便再未发生。2．2原因分析导致此次“伺服故障”报警并频繁停机的根本原因，是环境温度超高而配电柜尤其是电阻（伺服驱动器的调速机制动电阻）箱未采取通风散热措施，从而引发了伺服驱动器及调速器制动电阻的过热。当两者的过热问题均得到解决后，包装秤才被维持在正常状态。包装秤控制系统采用的是德国STÖBER公司SDS4000系列伺服驱动器SDS4101，用于控制给料门的往复运动。下表列举了SDS4000系列伺服驱动器的技术参数：表1型号型号1型号2a型号2b装置型号SDS4011SDS4021SDS4041SDS4071SDS4101

4、SDS4141额定连接负荷1kVA2kVA4kVA7kVA10kVA14kVA额定电流(有效值，±3%)1.5A3A6A10A14A20A最大输出电流(最大约5s，±3%)3A6A12A20A28A40A连接电压(L1-L3)3´230V-10%至480V+10%，50至60Hz制动电阻，内部66W/80W最大10.5kW持续1秒33W/200W最大21kW持续1秒制动电阻，外部(制动断路器极限数据)³30W/最大500W恒定最大21kW持续1秒³30W/最大1500W恒定最大21kW持续1秒接通时的阈值，制动断路器840至870V断开时的阈值，制动

5、断路器800至830V最大输出电流，制动2A环境温度对额定数据，0°C至45°C在功率减少2.5%/°C的情况下，最高到55°C据此表可知，该伺服驱动器的使用环境温度为-10℃～55℃。在配电箱中长期运转时，环境温度应保持在45℃以下，并确保良好的通风条件，否则就有过热的危险，影响驱动器的性能及寿命。同时，伺服驱动器所连接的调速器制动电阻，在制动过程中释放出大量的热能。如果无法及时地通风散热，当调速器制动电阻过热时，将向伺服驱动器发出温度超差报警并使伺服驱动器停止工作。3制动电阻简介伺服电机驱动的给料门在运行过程中不断地瞬间减速和停机。当伺服电机减速

6、和停机时，电机处于再生制动状态。电机再生的电荷堆积，形成“泵升电压”现象。为避免过高的直流电压使各部分器件受到损害，伺服驱动器将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能。它包括制动单元和制动电阻二部分（见图1）。制动单元的功能是当电路中电压超过规定的限值（接通阈值为840V~870V，见表一）时，接通耗能电路，使电路通过制动电阻后以热能方式释放能量。图1能耗制动和制动单元、制动电阻的连接方式（注：伺服驱动器与通用变频器的工作原理略同）制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体。制动电阻的制动过程如下：A、当电机在外力作用下减速、

7、反转时（包括被拖动），电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；B、当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；C、制动电阻消耗电能为热能，电机的转速降低，母线电压也降低；D、母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；E、采样母线电压值，制动单元重复ON/OFF过程，平衡母线电压，使系统正常运行。伺服驱动器用一个it热敏电阻监测制动电阻的最大允许电流。它能通过断开制动电阻，保护制动电阻免受过热负载。而对于调速器制动电阻，则是用一个温度监测仪（热计），监测电阻器本体的温度，以

8、防止因过载而引起的热损害。当温度监测仪检测到的调速器制动电阻过热时，将发出异常报警并使伺服驱动器停止工作。反