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技術(shù)文獻(xiàn) |
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什么是制動(dòng)電阻及使用方法 |
日期:2013/1/11 作者:admin 點(diǎn)擊:2047 |
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制動(dòng)電阻,是波紋電阻的一種,主要用于變頻器控制電機(jī)快速停車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)中,幫助電機(jī)將其因快速停車(chē)所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。 一、制動(dòng)電阻的構(gòu)件
1.1、陶瓷管:是合金電阻絲的骨架,同時(shí)具有散熱器的功效;
1.2、合金電阻絲:扁帶波浪形狀,纏繞在陶瓷管表面上,負(fù)責(zé)將電機(jī)的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能;
1.3、涂層:涂在合金電阻絲的表面上,具有耐高溫的特性,功用是阻燃;
二、制動(dòng)電阻的功用
2.1、保護(hù)變頻器不受再生電能的危害
電機(jī)在快速停車(chē)過(guò)程中,由于慣性作用,會(huì)產(chǎn)生大量的再生電能,如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能,就會(huì)直接作用于
變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)電阻變頻器的直流電路部分,輕者,變頻器會(huì)報(bào)故障,重者,則會(huì)損害變頻器;制動(dòng)電阻的出現(xiàn),很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,保護(hù)變頻器不受電機(jī)再生電能的危害;
2.2、保證電電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行
制動(dòng)電阻將電機(jī)快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能,這樣再生電能就不會(huì)反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中,不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。
三、制動(dòng)電阻阻值的選擇
制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外,與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇,
功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則:應(yīng)保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力,即:R>800/Ic
其中:800——變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。
Ic——制動(dòng)單元的最大允許電流。
為充分利用所選用的變頻器專(zhuān)用型制動(dòng)單元的容量,通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的最小值為最經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率。在某些情況下,并不需要很大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率,從而減少購(gòu)買(mǎi)制動(dòng)電阻所需的費(fèi)用,這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒(méi)有得到充分利用。
四、制動(dòng)電阻電阻功率的計(jì)算
在選定了制動(dòng)電阻的阻值以后,應(yīng)該確定制動(dòng)電阻的功率值,制動(dòng)電阻功率的選取相對(duì)比較繁瑣,它與很多因素有關(guān)。
制動(dòng)電阻消耗的瞬時(shí)功率按下式計(jì)算:P瞬=7002/R
按上式計(jì)算得到的制動(dòng)電阻功率值是制動(dòng)電阻可以長(zhǎng)期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值,然而制動(dòng)電阻并非是不間斷的工作,這種選
取存在很大的浪費(fèi),在本產(chǎn)品中,可以選擇制動(dòng)電阻的使用率,它規(guī)定了制動(dòng)電阻的短時(shí)工作比率。制動(dòng)電阻實(shí)際消耗的功率按下式計(jì)算:
P額=7002/R×rB%rB%:制動(dòng)電阻使用率。
實(shí)際使用中,可以按照上式選擇制動(dòng)電阻功率,也可以根據(jù)所選取的制動(dòng)電阻阻值和功率,反過(guò)來(lái)計(jì)算制動(dòng)電阻所能夠承受的使用率,從
而正確設(shè)置,避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞。
五、制動(dòng)電阻使用率的確定
制動(dòng)電阻使用率規(guī)定了制動(dòng)電阻的使用效率,以避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞,它會(huì)影響制動(dòng)單元的制動(dòng)效果。
制動(dòng)電阻的使用率設(shè)置越低,電阻的發(fā)熱程度越小,電阻上消耗的能量越少,制動(dòng)效果越差。同時(shí),制動(dòng)單元的容量也沒(méi)有得到充分利用。
理論上講,制動(dòng)電阻使用率為100%時(shí),對(duì)制動(dòng)單元容量的利用最充分,制動(dòng)效果也最明顯,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率的代價(jià),使用者應(yīng)
綜合考慮。
在制動(dòng)電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下,對(duì)于減速較慢的大慣性負(fù)載,選取較低的電阻使用率會(huì)取得較好的效果。對(duì)于需要快速停機(jī) 的負(fù)載,宜選取較大制動(dòng)電阻使用率。 六、制動(dòng)電阻的降額選擇 按照上述方法計(jì)算得到的制動(dòng)電阻功率是足夠的,根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同,還可以進(jìn)一步降額選擇。 6.1、非重復(fù)制動(dòng) 所謂非重復(fù)制動(dòng),是指拖動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)只有一次減速制動(dòng)過(guò)程,因此制動(dòng)電阻在該段時(shí)間內(nèi)只有一次消耗能量的過(guò)程,制 制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖動(dòng)電阻的功率也因此可以進(jìn)一步減小,減小的幅度決定于制動(dòng)電阻的耐沖擊能力和單次減速制動(dòng)的動(dòng)作時(shí)間。 不考慮制動(dòng)電阻耐沖擊能力的因素,在非重復(fù)制動(dòng)系統(tǒng)中,制動(dòng)電阻的功率降額與單次減速制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)《圖:制動(dòng)電阻降額功率與單次制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖》; 可見(jiàn),在制動(dòng)時(shí)間小于10S的情況下,制動(dòng)電阻的功率可選擇到降額到20%以下。 6.2、重復(fù)制動(dòng) 有些機(jī)械是需要反復(fù)制動(dòng)的,如起重機(jī)械和龍門(mén)刨床等,在重復(fù)制動(dòng)且制動(dòng)時(shí)間較短的情況下,制動(dòng)電阻的選用功率P 選用與制動(dòng)占空比(每次制動(dòng)時(shí)間tb與每?jī)纱沃苿?dòng)之間的時(shí)間間隔tc之比tb/tc)有近似線(xiàn)性關(guān)系。制動(dòng)占空比越小,制動(dòng)電阻功率的降額使用的幅度越大(P 選用/P 額越小)。通過(guò)《圖:制動(dòng)電阻功率與制動(dòng)占空比的關(guān)系圖》可了解這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。 制動(dòng)電阻功率與制動(dòng)占空比的關(guān)系圖注意:當(dāng)制動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)且反復(fù)制動(dòng)的情況下,制動(dòng)電阻功率的選擇應(yīng)考慮留有一定的余量。
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