變頻器制動(dòng)電阻的選擇誤區(qū)

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1、萬方數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用·技術(shù)論壇張燕賓變頻器資深專家張燕賓講變頻(三)變頻器制動(dòng)電阻的選擇誤區(qū)皆巾常有用戶抱怨說：明明是按照變頻器的說明書選購的制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元，為什么會(huì)燒制動(dòng)電阻?有的時(shí)候制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足?是不是說明書有誤?要解決上述問題，必須理順以下幾個(gè)關(guān)系。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)電阻的關(guān)系1．制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是怎樣產(chǎn)生的當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過了旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變成發(fā)電機(jī)，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩將變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)的，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的方向與磁場的旋

2、轉(zhuǎn)方向相反，例如，在圖1a中：同步轉(zhuǎn)速no=1500r／min轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速‰=1440r／min轉(zhuǎn)差A(yù)n=1500—1440r／min=60r／min，轉(zhuǎn)差的方向和旋轉(zhuǎn)磁場相反。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩(L)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，旋轉(zhuǎn)方向與磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同。如果將頻率降為45Hz，當(dāng)頻率剛下降的瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)立即下降為1350r／min，但由于拖動(dòng)系統(tǒng)具有慣性的緣故，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不可能立即下降，仍為I440r／min。于是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的方(a)正常運(yùn)行，N

3、—＼1500r／min(b)頻率下降(c)重物下降圈1電動(dòng)機(jī)的發(fā)電狀態(tài)”0l電氣時(shí)代·2008年第4期向和原來相反了。從而，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的方向，以及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向都和原來相反了，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，如圖lb所示。由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向相反，能夠促使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速地降下來，故也稱為再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。除此以外，當(dāng)起重機(jī)械的起升裝置使重物下降時(shí)，由于重物有重力加速度的原因，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，如圖1c所示。圖中：同步轉(zhuǎn)速no=1500r／rain轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速tlM=1

4、540r／min轉(zhuǎn)差A(yù)n=1500—1540r／min=一40r／min，轉(zhuǎn)差的方向和旋轉(zhuǎn)磁場相同。其結(jié)果，電動(dòng)機(jī)也處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也和磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反。這時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用是，阻止重物不斷地加速，使重物能夠勻速下降。2．制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)電阻是什么關(guān)系變頻器的逆變橋電路如圖2所示，各逆變管旁邊都反并聯(lián)一個(gè)二極管。電動(dòng)機(jī)在再生狀態(tài)時(shí)發(fā)出的電流，經(jīng)6個(gè)反并聯(lián)二極管全波整流后，流向直流電路，使直流電路的電壓％升高，稱為泵升電壓。I"，，、U。VH"lr{一dz一i●“j≤Lj二j0～

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7、當(dāng)直流電壓超過一定的限值玩。時(shí)，變頻器將因。過電壓”而跳閘。變頻器跳閘后，逆變橋?qū)⒘⒓捶怄i，電動(dòng)機(jī)處于自由制動(dòng)狀態(tài)，這是用戶所不希望的。為了防止直流電壓過高，必須配置制動(dòng)電阻，將直流電路中多余的電能通過制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱能散發(fā)掉，如圖3所示。圖3制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元制動(dòng)單元BV是用來控制能耗電路工作的，具體地說，則：當(dāng)直流電壓‰超過上限值％。時(shí)，BV導(dǎo)通，使電容器通過制動(dòng)電阻尺。放電；當(dāng)直流電壓％降到限值以內(nèi)時(shí)，BV截止，停止放電。制動(dòng)電阻中的放電電流也稱為制動(dòng)電流，制動(dòng)電阻的大小，將直接影響“發(fā)電機(jī)”

8、電流(再生電流)的大小，從而影響制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。3．怎樣決定制動(dòng)電阻的大小要決定制動(dòng)電阻的大小，首先要決定需要多大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。決定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的主要依據(jù)是拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性大小。圖4a所示的卷繞機(jī)械，慣性很小，當(dāng)變頻器的輸出頻率下降時(shí)，因?yàn)楸痪砝@物的張力就構(gòu)成了足夠大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠跟上同步轉(zhuǎn)速的下降，反饋到直流回路的泵生電壓不大，可以不用制動(dòng)電阻來放電了。而圖4b所示負(fù)載，有一個(gè)慣性很大的飛輪，如果變頻器的輸出頻率下降得較快，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將跟不上同步轉(zhuǎn)速的下降，這就要求有較大的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，也

9、就需要有足夠大的制動(dòng)電流，才能使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速跟得上同步轉(zhuǎn)速的下降。技術(shù)論壇·技術(shù)與應(yīng)用(a)小慣性負(fù)載(b)大慣性負(fù)載圖4生產(chǎn)機(jī)械的慣性實(shí)踐證明，在大多數(shù)情況下，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小和電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩相等(瓦=7k)就已經(jīng)足夠了。對(duì)于慣性較大，又要求較快制動(dòng)的負(fù)載，所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不會(huì)超過220。因此，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的取值范圍是瓦2(1～2)‰(1)式中瓦——拖動(dòng)系統(tǒng)需要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，N·m丁o——電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，N。m有關(guān)資料表明：當(dāng)通過制動(dòng)電阻的放電電流等于電動(dòng)機(jī)額定電流時(shí)，制