制動(dòng)電阻的原理和作用

發(fā)布時(shí)間: 2023-10-25 20:16　　作者: 上海穩(wěn)達(dá)　　來源: fdznai.cn

制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量兩個(gè)重要的參數(shù)。制動(dòng)電阻主要是用來消耗伺服電機(jī)制動(dòng)（急停）時(shí)產(chǎn)生的能量，不然可能會(huì)燒壞驅(qū)動(dòng)器。

一、什么是制動(dòng)電阻

變頻器帶動(dòng)的電機(jī)或其他感性負(fù)載在停機(jī)的時(shí)候，一般都是采用能耗制動(dòng)的方式來實(shí)現(xiàn)的，就是把停止后電機(jī)的動(dòng)能和線圈里面的磁能都通過一個(gè)別的耗能元件消耗掉,從而實(shí)現(xiàn)快速停車。當(dāng)供電停止后，變頻器的逆變電路就反向?qū)?，把這些剩余電能反饋到變頻器的直流母線上來，直流母線上的電壓會(huì)因此而升高，當(dāng)升高到一定值的時(shí)候，變頻器的制動(dòng)電阻就投入運(yùn)行，使這部分電能通過電阻發(fā)熱的方式消耗掉，同時(shí)維持直流母線上的電壓為一個(gè)正常值。

二、制動(dòng)電阻原理

當(dāng)伺服電機(jī)制動(dòng)的時(shí)候，該伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。這意味著能量將會(huì)返回到伺服驅(qū)動(dòng)器的直流母線上。因?yàn)橹绷髂妇€包含電容，所以直流母線電壓會(huì)上升。電壓增加的多少取決于開始制動(dòng)時(shí)電機(jī)的動(dòng)能以及直流母線上電容的容量。如果制動(dòng)動(dòng)能大于直流母線上的電容量，同時(shí)直流母線上沒有其他驅(qū)動(dòng)器容納該能量，那么驅(qū)動(dòng)器將會(huì)通過制動(dòng)電阻來消耗該能量，或者將其反饋給供電電源.

三、制動(dòng)電阻作用

電機(jī)減速時(shí)，過大的設(shè)備慣量會(huì)將電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，這是出于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)反向給變頻器供電，這會(huì)造成變頻器過壓報(bào)警。為了釋放這部分能量，采用增大電阻功率（適當(dāng)減小電阻值）的方法來實(shí)現(xiàn)的。也有采用可反向供電到電源回路的，這在共直流母線的變頻系統(tǒng)中運(yùn)用的比較多，可節(jié)能。制動(dòng)電阻和發(fā)電效果是一樣的，可防止變頻器減速過壓，減小減速距離，提高動(dòng)態(tài)性能。

電機(jī)內(nèi)置制動(dòng)器一般是做最后停車制動(dòng)的，而不做減速制動(dòng)，這和電阻制動(dòng)是有本質(zhì)區(qū)別的，因?yàn)殡娮柚苿?dòng)只有電機(jī)減速的過程中有作用，在電機(jī)停止后是沒有效果的，必須采用剎車才能讓電機(jī)保持靜止（有位能負(fù)載）。

四、什么時(shí)候需要制動(dòng)電阻

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

因此在機(jī)械慣性比較大的系統(tǒng)中，需要采用制動(dòng)電阻，如升降機(jī)、數(shù)控機(jī)床、提升機(jī)等

五、制動(dòng)電阻計(jì)算

制動(dòng)電阻的選型：動(dòng)作電壓710V

1) 電阻功率（千瓦）=電機(jī)千瓦數(shù)*(10%--50%)，

2) 制動(dòng)電阻值（歐姆）

粗略算法：R=U/2I~U/I 在我國，直流回路電壓計(jì)算如下：U=380*1.414*1.1V=600V

其中，

R：電阻阻值

U：直流母線放電電壓，

I：電機(jī)額定電流

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