台达变频器制动电阻设计

1、变频与调速懈迫札与才堂制应田，（）台达变频器制动电阻设计刘元刚（中达电通股份有限公司北京分公司产品处，北京）摘要：变频器的选择对于用户前期的设计选型有至关重要的作用。介绍了台达变频器的制动电阻选择基本原则和方法。制动电阻的阻值和功率应结合现场的具体情况最终确定。关键词：变频器；变频调速；制动电阻；制动功率中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）旬【 僵地一舻昭（， ，）： ， ： ； ； ； ；实际应用过程中是不实际的，主要原因是部分参引言数无法精确测量。目前常用的方法就是估算法。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

2、器，其制动方式属于能耗制动和直流制动。能耗制动是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，以得到平稳的起动特性；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，泵升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

3、时间，同时选择合适的制动电阻和制动单元。目前关于制动电阻的计算方法有很多种。从工程的角度看，要精确计算制动电阻的阻值和功率在一一万方数据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也仅供参考，具体的计算要根据每一个现场的使用情况来进行分析。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，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

4、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，且体积小、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。制动电阻的阻值和功率计算制动使用率制动使用率（凡。），也就是台达说明书中的迫札与控制应用帅，（）刹车使用率，定义为减速时间（五）除以减速的周期（疋）。制动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（见图）。越缎变频与调速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而。因此，实际制动电阻的阻

5、值的选择范围为：，当在直流电压为。的电路工作时，其消耗的功率（。咣）称为耗用功率。墨脚圣乏一使用耗用功率的前提是该电阻可以长时间地接入电路里工作。而现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率。因为系统进行制动时间图刹车使用率定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念。的制动使用率可以这样理解：如果制动电阻在 能够消耗掉的功率，那么制动电阻至少还需要 才能把产生的热量散掉。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所示。表电源电压的选择与直流电压的动作准位 级级比较短，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

6、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。其粗略算法如下：醒苦凡式中：为制动电阻的降额系数，一 ；实际选用的电阻阻值；。制动电阻的功率。设计实例以台达变频器驱动的电源电压制动开始电压（）电源电压制动开始电压（）电机作为例来说明。 电机额定电流是，输入电压为。则。，；。因此制动电阻的阻值取值范围为：尺 电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜。若选择 ，则醒苦 制动电阻设计计算原理实践证明，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。因此制动电阻阻值粗略计算是：，其中：。制动电压准位；，。电机的额定电

7、流。万方数据根据实际的情况，可以在计算得到的制初电阻功率上适当的扩大。结语本文对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，因此在实际应用时需要结合现场的具体情况进行适当的改动，最终形成一个经济适用的方案。收稿日期：台达变频器制动电阻设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：相似文献(10条)刘元刚，LIU Yuan-gang中达电通股份有限公司,北京分公司AMD产品处,北京,100029电机与控制应用ELECTRIC MACHINES & CONTROL APPLICATION2007，34(7)0次1.期刊论文 曹玉泉.张忠伟.付永山.李瑞杰 变频调速输油

8、系统变频器频率对其效率的影响 -天然气与石油1999,17(3) 通过对大庆油田采油二厂部分异步电机-离心泵变频调速输油系统大量的数据测试,用数理统计的方法,得出了变频器效率对其输出频率的回归关系;因此可由变频器的频率对其效率进行点预测或区间预测.2.会议论文 宋永林.韩亚秋.潘淑芳.倪尔华.赵春格.刘宏利 变频器的变频调速在轴承热处理连续炉机械传动中的成功应用 2000调速已在诸多连续炉的传动调速中得到了成功的应用.3.期刊论文 林伟 变频调速传动系统中变频器的电磁兼容性 -低压电器2001(6) 变频调速传动系统中,变频器大多运行于恶劣的电磁环境中.指出了系统中主要的干扰源及干扰的途径,并

9、提出了相应的抗干扰措施.4.学位论文 吴亚君 变频调速在冷轧卷取机控制系统中的应用 2007 在我国冷轧带钢制造业中，单机架四辊可逆冷轧机占有重要位置。由于直流传动系统具有调速性能好、线路简单、控制方便、过载能力强、能承受频繁冲击负荷等优点在调速系统中一直占据首位。随着电力电子技术以及计算机技术的发展，使得冷轧机主传动一向由直流调速所垄断的世袭领域，开始受到了交流调速的冲击。进入二十一世纪，交流调速技术继续向纵深方向发展，仍是目前科学研究的热点课题。 本文针对某冷轧带钢制品厂轧机的改造工程，把可编程控制器和变频器应用于冷轧机卷取控制系统上，并进行了较深入的研究。在本系统中采用西门子SIMOVE

10、RT MASTERDRIVES变频器，此变频器具有闭环速度/转矩控制功能，能很好的解决转速和转矩问题；采用西门子S7-200PLC完成数据的采集，运算和对变频器、电动机的控制，由基于S7-200的STEP7编程软件进行程序设计；利用组态软件Pro tool/Pro建立良好的人机界面，下载至工业触摸屏中，使工作人员可以实现变频器的参数设置、电动机的启动、停止和系统故障报警。 本文主要进行了下列的研究： 1根据带钢卷取机构的控制特点，阐述了恒张力控制的基本原理和方法； 2详细介绍了矢量控制的基本原理、控制算法，变频器的基本结构和西门子SIMOVERT MASTERDRIVES变频器的功能、特点；3

11、详细介绍了PLC的基本构成、原理以及西门子S7-200PLC的特性； 4详细介绍了系统的构成，硬件配置和软件实现以及采用的抗干扰措施。5.会议论文 高正军.杨光 变频器及变频调速在选粉机上的应用 本文简述了水泥生产设备改造中,变频器及变频调速在选粉机上应用的优点,并以数据见证了在选粉机上的应用效果.6.期刊论文 王君艳.WANG Jun-yan SCHNEIDER变频调速实验装置的研制及应用 -电气电子教学学报2007,29(4) 变频器装置在调速性能、智能控制、通讯功能等方面都具有优异的性能.为了使学生更好地掌握变频调速的原理及其通用变频器的应用,采用7.期刊论文 王占奎.王琳.Wang Z

12、hangkui.Wang Lin 变频器-当代电气节能的佼佼者 -电气技术2007(8) 交流电机变频调速已成为当代电气传动的中枢.变频调速驱动笼式电机、绕线式电机(滑环短接)、同步机,可以达到"优质、增产、降耗、节电"的效果.节电率在15%70%之间,采用变频调速可以节省4方面的电能,一为软起动,二为节省设计冗余,三为调速节电,四为节省无功.文章用详实的例证介绍了量大面变频器应用.8.学位论文 张勇军 小比例船舶电力推进实验装置的仿真研究 2007 由于电力推进技术发展前景的日益广阔及相关领域技术的不断完善，建设船舶电力推进实验室对开展船舶电力推进相关的研究具有重要意义。

13、本文针对船舶电力推进系统特点，以武汉理工大学能源与动力工程学院船舶电力推进仿真实验室的实验装置为研究平台，利用saber软件对以推进电机和负载电机为主组成的实验装置作系统仿真研究，用实验装置来检验仿真模型的准确性、可靠性、稳定性。该装置由推进变频器、推进电机、负载变频器、负载电机以及控制单元组成。推进变频器、推进电机和推进控制单元组成推进子系统，用于仿真推进电机的特性：负载变频器、负载电机和负裁控制单元组成负载子系统。 本文主要内容是对推进系统和负载系统的交流电机SPWM变频调速矢量控制系统进行建模与仿真。变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法，在整个交流调速中占有重要

14、的地位。本文依据电机学、电力电子技术等知识，认真总结电机、电压型SPWM变频器等模块的数学模型，根据西门子6se70系列变频器的原理，完成了电压型SPWM变频调速矢量控制系统的建模。由于系统仿真具有可控性、无破坏性、安全、不受外界条件的限制等优点，它能通过建立逼真的仿真模型和在计算机上反复的仿真实验，对复杂问题进行综合分析和比较，可以对照比较各种策略与方案，优化并确定相关参数。在完成对推进系统和负载系统建模之后，再进行组合，达到对整个实验装置的建模，构建一个完整的仿真体系。 本文利用SABER软件对实验装置进行仿真，对电力推进船舶各种工况下进行模拟，分析了电压型SPWM变频调速矢量控制系统在螺旋桨自由航行、带载、反转等的动静态特性，得出了一些有意义的结论。同时也利用实验装置对各种工况进行台架的实验，获得在两种不同实验中的特征参数曲线，通过对比来检验仿真系统的准确性、可靠性和稳定性等。9.会议论文 王占奎.王琳 变频器-当代电气节能的佼佼者 2007 交流电机变频调速已成为当代电气传动的中枢.变频调速驱动笼式电机、绕线式电机(滑环短接)、同步机,可以达到"优质、增产、降耗、节电"的效果.节电率在1570之间,采用变频调速可以节省4方面的电能,一