從變頻器的工作原理可知，改變電機(jī)工作電源頻率需要經(jīng)過(guò)整流-->逆變的過(guò)程，制動(dòng)電阻就處在整流后的位置，見(jiàn)下圖⑧和⑨之間的電阻：

那么制動(dòng)電阻是起什么作用呢？

下圖示例中：

當(dāng)電機(jī)處在減速階段時(shí)，電機(jī)開(kāi)始向變頻器反饋能量，即P-brake；

然后直流側(cè)電壓開(kāi)始升高，當(dāng)電壓升高到一定閾值后，制動(dòng)斬波器(BRC)處于ON的狀態(tài)，此時(shí)反饋的能量開(kāi)始釋放到制動(dòng)電阻上，即Pv

由于多余的能量通過(guò)制動(dòng)電阻以熱能的形式消耗掉，因此直流側(cè)電壓開(kāi)始降低，當(dāng)降低到一定閾值后，制動(dòng)斬波器(BRC)處于OFF的狀態(tài)，制動(dòng)電阻不再工作。

以上就是制動(dòng)電阻工作的原理及流程。

一般情況下，由于各廠(chǎng)家的設(shè)計(jì)理念不同，直流側(cè)的電容在設(shè)計(jì)上可能存在差異。

有些產(chǎn)品電容大，在工作時(shí)，能夠吸收較多的能量，當(dāng)工況不十分嚴(yán)苛?xí)r，可能就不需要制動(dòng)電阻也能正常工作。

有些產(chǎn)品電容小，無(wú)法吸收反饋能量，此時(shí)加制動(dòng)電阻就十分必要的，像SEW的MDX61B或者M(jìn)C07B不加制動(dòng)電阻時(shí)，如果報(bào)警F04或者F07，很有可能就是因?yàn)闆](méi)有制動(dòng)電阻的原因。

制動(dòng)電阻的作用

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、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。

變頻器配制動(dòng)電阻，主要是想通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)消耗掉直流母線(xiàn)電容上的一部分能量，避免電容的電壓過(guò)高。理論上如果電容存儲(chǔ)的能量多，可以用來(lái)釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，避免能量浪費(fèi)，但是電容的容量有限，而電容的耐壓也是有限的，當(dāng)母線(xiàn)電容的電壓高到一定程度，就可能會(huì)損壞電容了，有些還可能損壞IGBT，所以需要及時(shí)通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)釋放電，這種釋放，是白白浪費(fèi)掉的，是一種沒(méi)有辦法的做法。

母線(xiàn)電容是個(gè)緩沖區(qū)，容納能量有限

三相交流電全部整流后，接入電容，滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)候，母線(xiàn)正常的電壓大約是1.35倍，380*1.35=513伏，這個(gè)電壓當(dāng)然會(huì)實(shí)時(shí)波動(dòng)的，但是最低不能低于480伏，否則會(huì)欠壓報(bào)警保護(hù)。母線(xiàn)電容一般是兩組450V電解電容串聯(lián)而成，理論耐壓是900V，如果母線(xiàn)電壓超過(guò)這個(gè)值，電容會(huì)直接爆掉了，所以母線(xiàn)電壓是無(wú)論如何都不能達(dá)到900伏這么高壓的。

實(shí)際上，三相380伏輸入的IGBT的耐壓值是1200伏，往往要求工作在800伏以?xún)?nèi)，考慮到電壓如果升高，都會(huì)有個(gè)慣性問(wèn)題，也就是你馬上讓制動(dòng)電阻工作了，母線(xiàn)電壓也不會(huì)很快降低下來(lái)，所以很多變頻器，都是設(shè)計(jì)在700伏左右就通過(guò)制動(dòng)單元讓制動(dòng)電阻開(kāi)始工作，讓母線(xiàn)電壓降低下來(lái)，避免往上繼續(xù)沖。

所以制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)，核心就是考慮到電容和IGBT模塊的耐壓?jiǎn)栴}，避免這兩大重要的器件被母線(xiàn)的高電壓沖壞掉了，這兩類(lèi)元件如果壞掉了，變頻器也就無(wú)法正常工作了。

快速停車(chē)要制動(dòng)電阻，瞬間加速也需要

變頻器母線(xiàn)電壓之所以會(huì)變高，很多時(shí)候是變頻器讓電機(jī)工作在電子制動(dòng)狀態(tài)，讓IGBT通過(guò)一定的導(dǎo)通順序，利用電機(jī)是大電感電流不能突變，瞬間產(chǎn)生高壓來(lái)往母線(xiàn)電容充電，這時(shí)候讓電機(jī)快點(diǎn)降低速度下來(lái)。如果這時(shí)候沒(méi)有制動(dòng)電阻及時(shí)消耗掉母線(xiàn)的能量，母線(xiàn)電壓將會(huì)持續(xù)變高而威脅變頻器的安全了。

如果負(fù)載不是很重，也沒(méi)有什么快速停車(chē)要求，這種場(chǎng)合是不需要使用制動(dòng)電阻的，即使你裝了制動(dòng)電阻，制動(dòng)單元的工作閥值電壓沒(méi)有被觸發(fā)，制動(dòng)電阻也不會(huì)投入工作。

除了大負(fù)荷減速場(chǎng)合需要增加制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元來(lái)快速剎車(chē)外，實(shí)際上如果符合比較重，啟動(dòng)時(shí)間時(shí)間要求非�？炷欠N，也需要制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來(lái)配合啟動(dòng)的，以往我試過(guò)用變頻器帶動(dòng)一種特殊的沖床，要求把變頻器的加速時(shí)間設(shè)計(jì)成0.1秒，這時(shí)候滿(mǎn)負(fù)荷啟動(dòng)，雖然負(fù)荷并不是非常重，但是因?yàn)榧铀贂r(shí)間太短了，這時(shí)候母線(xiàn)電壓波動(dòng)非常厲害，也會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓或者過(guò)流的情況，后來(lái)增加了外置的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，變頻器就能正常工作了。分析起來(lái)，是因?yàn)閱?dòng)時(shí)間太短，母線(xiàn)電容的電壓瞬間被掏空了，而整流器瞬間有大的電流充進(jìn)來(lái)，引起母線(xiàn)電壓突然變高，這樣母線(xiàn)的電壓波動(dòng)太厲害，瞬間可能會(huì)超過(guò)了700伏，加上了制動(dòng)電阻，就可以及時(shí)消除這個(gè)波動(dòng)的高壓，讓變頻器工作在正常狀態(tài)。

還有一種特殊的情況，是矢量控制場(chǎng)合，電機(jī)的扭矩和速度方向相反，或者工作在零轉(zhuǎn)速百分百扭矩輸出的場(chǎng)合，比如吊機(jī)掉了重物停在半空中，收放卷場(chǎng)合需要力矩控制，都需要讓電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，源源不斷的電流會(huì)反充到母線(xiàn)電容中，通過(guò)制動(dòng)電阻，就可以及時(shí)消耗掉這些能量，保持母線(xiàn)電壓平衡穩(wěn)定了。

很多小變頻器，比如3.7KW的，往往都內(nèi)置了制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，應(yīng)該是考慮到母線(xiàn)電容調(diào)小的緣由吧，而小功率的電阻和制動(dòng)單元并沒(méi)有那么貴。

制動(dòng)電阻的選擇

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。

制動(dòng)電阻的計(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。

制動(dòng)電阻使用功率的計(jì)算

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。

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