不同设备的制动电阻选型计算
计算制动电阻的方法及对比分析
计算制动电阻的方法及对比分析李海滨（安阳钢铁股份有限公司焦化厂机动车间，河南安阳455000）摘要介绍了计算变频器制动电阻的三种方法，并进行了对比和分析。
关键字变频器；制动电阻；减速0引言变频器的制动电阻是用于将电动机产生的再生能量以热能方式消耗的载体，电机减速时，如果变频器的输出频率对应的转速小于电机的实际转速，那么电动机将工作在发电状态，向变频器直流部分的电容充电，当电压高于阀值电压，制动回路将被接通，电流通过制动电阻放电产生热量，达到消耗再生能量的目的。
选择使用制动电阻需要考虑电阻阻值和电阻功率容量两个参数，变频器厂家推荐的制动电阻的参数仅满足一般情况，不能满足特殊工况条件下的应用要求。
另外变频器厂家为了减少制动电阻的档次，经常对若干不同容量的电动机提供相同的制动电阻，使制动电阻的选择不够准确，且相对保守。
本文介绍了三种计算制动电阻两个参数的方法，并对此进行分析比较。
1通过转动惯量确定制动电阻1）计算制动力矩。
制动力矩为2通过修正系数确定制动电阻在电机转速下降率基本恒定的情况下，使得制动转矩和电机的额定转矩相等就足以满足大多数场合的制动要求。
考虑到转动惯量较大且制动较快的负载，所需制动转矩也不会超过2TM，因此制动转矩的取值范围为制动电阻消耗的功率由公式（6）得出。
对于不同的负载、不同的工艺要求，制动电阻接入制动电路的时间也不一样，很多情况下，制动电阻还未达到额定温升就被切除，因此，没有必要按照制动电阻的实际额定功率来选择。
根据不同的情况适当进行修正2.1不经常减速的负载许多负载不经常减速，两次减速的时间间隔比较长，制动电阻在减速期间产生的热量有足够的时间散去，每次消耗在制动电阻的电功率很难达到其额定功率，所以此类负载修正系数姿比较低，可根据表1进行选择。
2.2经常加减速的负载对于经常需要加减速的负载，制动电阻在减速期间产生的热量在下一个减速周期来临前不能够散尽，有一定的剩余，所以会对下一个减速周期产生的热量进行累加。
制动电阻选型
制动电阻选型一、能耗制动的工作方式在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。
当同步转速w1小于转子转速w时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩Te，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。
电机再生的电能P经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。
由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压Ud升高。
过高的直流电压将使各部分器件受到损害。
能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动（如下图所示）。
这是一种处理再生能量的最直接的办法，它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。
制动单元V B制动单元的功能是当直流回路的电压Ud 超过规定的限值时（如660V 或710V ），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。
制动单元可分内置式和外置式二种，前者是适用于小功率的通用变频器，后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。
从原理上讲，二者并无区别，都是作为接通制动电阻的“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路制动电阻R B制动电阻是用于将电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。
通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种：前者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；后者电阻器耐气候性、耐震动性，优于传统瓷骨架电阻器，广泛应用于高要求恶劣工控环境使用，易紧密安装、易附加散热器，外型美观。
制动电阻的选择和计算
1 引言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器，其制动方式属于能耗制动和直流制动。
能耗制动是台达变频器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，以得到平稳的启动特性，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，以确保电机已准确停车。
在使用台达变频器的变频调速系统中，减速的方法就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，泵生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时间，同时选择合适的制动电阻和制动单元才能满足需要。
目前关于制动电阻的计算方法有很多种，从工程的角度来讲要精确的计算制动电阻的阻值和功率在实际应用过程中不是很实际，主要是部分参数无法精确测量。
目前通常用的方法就是估算方法，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仅仅是供参考，具体的情况要根据每一个现场的使用情况来进行分析计算。
2 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。
通常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；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使用。
3 制动电阻的阻值和功率计算3.1刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
制动电阻的选型计算
精品文档制动电阻的选型：动作电压 710V1）电阻功率（千瓦） =电机千瓦数 *（10%--50%），1）制动电阻值（欧姆）粗略算法：R=U/2I~U/I在我国，直流回路电压计算如下：U=380*1.414*1.1V=600V 其中，R ：电阻阻值U :直流母线放电电压，I ：电机额定电流2）最小容许电阻（欧姆）：max（驱动器technical data 中要求，放电电压/额定电流），制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩=（（电机转动惯量 +电机负载测折算到电机测的转动惯量） * （制动前速度 - 制动后速度）） /375* 减速时间 -负载转矩一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的 18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；B、接着计算制动电阻的阻值=制动元件动作电压值的平方 /（0.1047*（制动转矩-20%电机额定转矩） *制动前电机转速）在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数 RC R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：制动电流瞬间值 =制动单元直流母线电压值 /制动电阻值D最后计算制动电阻的标称功率由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率 %制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
精品文档制动电阻计算方法 :制动力矩制动电阻92% R=780/电动机 KW100% R=700/电动机 KW110% R=650/电动机 KW120% R=600/电动机 KW注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大；②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件 ; ③制动时间可人为选择；④小容量变频器(< 7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的；⑤当在快速制动出现过电压时 , 说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值 .电阻功率计算方法 :制动性质电阻功率一般负荷 W(Kw)=电阻KV X 10%频繁制动(1分钟5次以上)W(Kw)=电阻KV X15%长时间制动(每次4分钟以上) W(Kw)=电阻KV X 20%精品文档欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
制动电阻的选型计算
制动电阻的选型：动作电压710V1) 电阻功率（千瓦）=电机千瓦数*(10%--50%)，1) 制动电阻值（欧姆）粗略算法：R=U/2I~U/I 在我国，直流回路电压计算如下：U=380*1.414*1.1V=600V 其中，R：电阻阻值U：直流母线放电电压，I：电机额定电流2) 最小容许电阻(欧姆)：max(驱动器technical data中要求，放电电压/额定电流)，制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩=（(电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量）*（制动前速度-制动后速度））/375*减速时间-负载转矩一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；B、接着计算制动电阻的阻值=制动元件动作电压值的平方/（0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩）*制动前电机转速）在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值D、最后计算制动电阻的标称功率由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
制动电阻计算方法:制动力矩制动电阻92% R=780/电动机KW100% R=700/电动机KW110% R=650/电动机KW120% R=600/电动机KW注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;③制动时间可人为选择;④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;⑤当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值.电阻功率计算方法:制动性质电阻功率一般负荷 W(Kw)=电阻KWΧ10℅频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)=电阻KWΧ15℅长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw)=电阻KWΧ20℅欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
变频器制动电阻选型
制动力矩×制动电阻 = 制动单元动作电压值/电动机的额定功率92%×R = 780/电动机KW 100% R=700/电动机KW 110% R=650/电动机KW 120% R=600/电动机KW制动性质 =电阻功率一般负荷 W(Kw)电阻KWΧ10℅频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)电阻KWΧ15℅长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw) 电阻KWΧ20℅常用制动电阻选配表(10ED,100%制动力矩)（仅适用于380V变频器选配制动电阻时参考)电机功率(kW)电阻值(Ω) 电阻功率（kW）制动力矩(%)7.5kW 100Ω 7kW 100% 11kW 70Ω 1kW 100% 15kW 47Ω 1.5kW 100% 18.5kW 38Ω 2kW 100% 22 kW 32Ω 2.2kW 100% 30kW 23Ω 3kW 100% 37kW 19Ω 3.7kW 100% 45kW 16Ω 4.5kW 100% 55k W 13Ω 5.5kW 100% 75kW 9Ω 7.5kW 100% 90kW 7.5Ω 9kW 100% 110kW 6Ω 11kW 100% 150kW 4Ω 15kW 100% 165-187kW 3.5Ω 20kW 100% 200-220kW 3Ω 25kW 100% 250-300 kW2.5Ω30kW100%制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数×制动期间平均消耗功率×制动使用率% 在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。
交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。
4、5号连铸机的拉矫机为五辊双机架三驱动，上拉坯辊、下拉坯辊、矫直辊由三台同型号电机共同驱动，完成引锭杆的上下传送运行和连铸坯牵引，三台电机必须保持同步，与一般的同步要求不同的是要保证三个辊面的线速度相同，而不是三台电机的转速相同，以避免出现负载分配不均引起母线过压、欠压、过载故障。
制动电阻计算
制动电阻选型方法
1、制动力矩或制动电阻计算（380V系列）
92% R=780/电动机KW
100% R =700/电机功率
110% R=650/电动机KW
120% R=600/电动机KW （大于7.5KW电机）
R=400/电动机KW （小于7.5KW电机）
注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;
③制动时间可人为选择;④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;⑤当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值。
2、电阻功率计算方法:
电阻功率=电机功率*（10%--15%）
一般负荷W(Kw)=电机功率* 10℅
频繁制动（1分钟5次以上）W(Kw)=电机功率* 15℅
长时间制动（每次4分钟以上）W(Kw)=电机功率* 20℅
一般制动电阻器的选择应使制动电流Is不超过变频器的额定电流Ie,制动电阻最大功率Pmax要小于1.5倍的变频器功率,然后与过载系数相乘。
过载系数与减速时间和持续制动时间有关,具体要厂家提供电阻器过载系数及参数样本
表1：制动电阻快速选型速查表
RZX制动电阻箱。
制动单元和制动电阻的选型方案
制动单元和制动电阻旳选型方案所示为变频器调速系统旳二种运行状态，即电动和发电。
在变频调速系统中，电机旳降速和停机是通过逐渐减小频率来实现旳，在频率减小旳瞬间，电机旳同步转速随之下降，而由于机械惯性旳原因，电机旳转子转速未变。
当同步转速w1不不小于转子转速w时，转子电流旳相位几乎变化了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同步，电机轴上旳转矩变成了制动转矩Te，使电机旳转速迅速下降，电机处在再生制动状态。
电机再生旳电能P经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。
由于直流电路旳电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器自身旳电容吸取，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间旳电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压Ud升高。
过高旳直流电压将使各部分器件受到损害。
因此，对于负载处在发电制动状态中必须采用必需旳措施处理这部分再生能量。
本文论述旳就是处理再生能量旳措施：能耗制动和回馈制动。
2 能耗制动旳工作方式能耗制动采用旳措施是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动（如图二所示）。
这是一种处理再生能量旳最直接旳措施，它是将再生能量通过专门旳能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。
2.1 制动单元制动单元旳功能是当直流回路旳电压Ud超过规定旳限值时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。
制动单元可分内置式和外置式二种，前者是合用于小功率旳通用变频器，后者则是合用于大功率变频器或是对制动有特殊规定旳工况中。
从原理上讲，两者并无区别，都是作为接通制动电阻旳“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
2.2 制动电阻制动电阻是用于将电机旳再生能量以热能方式消耗旳载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要旳参数。
一般在工程上选用较多旳是波纹电阻和铝合金电阻两种：前者采用表面立式波纹有助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；后者电阻器耐气候性、耐震动性，优于老式瓷骨架电阻器，广泛应用于高规定恶劣工控环境使用，易紧密安装、易附加散热器，外型美观。
变频器制动电阻的选择
一．变频器及周边器件的选型(G7)
制动单元、制动电阻选择\起升制动单元、电阻选型步骤
特定选型
制动转矩TB算出
制动电阻选择 功率kW，阻值Ω
制动电阻RB算出
制动单元IB计算
消费电力计算
电阻功率增加率 m
过载耐量OK？
YES
END
NO
制动电阻选择
功率kW，阻值Ω
2
起升机构制动单元、电阻计算公式
k回馈时的机械能转换效率一般k07绝大部分场合适用kc制动频度指再生过程占整个电动机工作过程的比例这事一个估算值要根据负载特点估算电梯kc1015油田磕头机kc1020开卷和卷取kc5060最好按系统设计指标核算离心机kc520下放高度超过100m的吊车kc2040偶然制动的负载kc5其它kc10电机再生电能瓦1000pk电阻吸收功率v1v1r计算得到
计算得到：制动电阻R=700/P （制动电阻值＝700/电机 千瓦数）
制动电阻R=V1*V1/700P =260*260/700P=97/P
电阻功率计算基准：
电机再生电能必须能被电阻完全吸收并转为热能释放
Q=P×k×Kc×s＝P×0.7×Kc×1.4
17
近似为Q=P×Kc 因此得到： 电阻功率Q＝电动机功率P×制动频度Kc 制动单元安全极限： 流过制动单元的电流值为700/R 电阻制动单元的制动电流计算（按100%制动力矩计算） 制动电流I=2.7P=2.7*132=356.4A 制动电阻R=V1*V1/700P =260*260/700P=97/P=0.738 如选：3个135A，2.35欧 制动单元，170KW 则R=2.35/3=0.78欧>0.738欧，3*135A=405A>356.4A 电阻功率Q＝电动机功率P×制动频度Kc=132*0.5=66KW 每个40KW 90S制动20S, 21S内允许制动时间T=21*20/90 =4.7S
制动电阻阻值选型计算公式
制动电阻阻值选型计算公式制动电阻在很多电气设备和系统中都起着重要的作用，比如说变频器、电梯系统等等。
要选对制动电阻的阻值，那就得有个靠谱的计算公式。
咱们先来说说为啥要选对制动电阻阻值。
就拿电梯来说吧，电梯上升的时候，电动机使劲儿拉着轿厢往上跑，这时候电动机消耗电能做功。
可电梯下降的时候，轿厢自己有往下跑的趋势，这时候电动机就变成了发电机，会产生电能。
如果不把这多余的电能消耗掉，那系统可就乱套啦，可能会出各种故障。
这时候制动电阻就派上用场啦，它能把多余的电能转化为热能消耗掉。
那怎么选阻值呢？这就得靠公式啦！一般来说，制动电阻阻值的计算公式是：R = Uc² / （0.1047 × (T × P - 0.2 × √(T × P) ) ）。
这里面的Uc 是直流母线电压，T 是制动时间，P 是制动功率。
举个例子吧，有个变频器，直流母线电压是 700V，要求制动时间是 5 秒，制动功率是 50kW 。
那咱们就来算算这个制动电阻阻值。
先算括号里的，0.1047×(5×50 - 0.2×√(5×50)) ，这算出来大概是 25.2 。
然后 700²÷25.2 ，算下来制动电阻阻值大约是 1944 欧姆。
可别觉得这公式一用就万事大吉啦。
实际应用中，还得考虑好多因素呢。
比如说环境温度，如果周围温度太高，电阻散热不好，那就得选个阻值稍微小一点的，不然电阻太热可能会出问题。
还有电阻的功率，选小了可扛不住那么大的能量消耗，会被烧坏的。
我之前在一个工厂里就碰到过因为制动电阻阻值选得不对出的问题。
那是一套大型的生产设备，制动电阻阻值没选好，结果运行了没多久，电阻就热得发烫，最后直接罢工了。
整个生产线都停了下来，那损失可大啦！后来经过仔细计算和重新选型，才解决了问题，让生产线又正常运转起来。
所以说呀，制动电阻阻值选型可不能马虎，这公式虽然重要，但结合实际情况灵活运用更关键。
制动电阻的选型计算
制动电阻的选型：动作电压710V1) 电阻功率（千瓦）=电机千瓦数*(10%--50%)，1) 制动电阻值（欧姆）粗略算法：R=U/2I~U/I 在我国，直流回路电压计算如下：U=380*1.414*1.1V=600V 其中，R：电阻阻值U：直流母线放电电压，I：电机额定电流2) 最小容许电阻(欧姆)：max(驱动器technical data中要求，放电电压/额定电流)，制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩=（(电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量）*（制动前速度-制动后速度））/375*减速时间-负载转矩一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；B、接着计算制动电阻的阻值=制动元件动作电压值的平方/（0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩）*制动前电机转速）在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值D、最后计算制动电阻的标称功率由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
制动电阻计算方法:制动力矩制动电阻92% R=780/电动机KW100% R=700/电动机KW110% R=650/电动机KW120% R=600/电动机KW注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;③制动时间可人为选择;④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;⑤当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值.电阻功率计算方法:制动性质电阻功率一般负荷 W(Kw)=电阻KWΧ10℅频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)=电阻KWΧ15℅长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw)=电阻KWΧ20℅欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
制动电阻的选型计算
制动电阻的选型计算
一、摩擦系数的选择
摩擦系数的选择，需要结合特定的控制对象、停止要求、工作条件等
因素，选择不同的摩擦系数，下面我们给出一些常用摩擦系数的类别和它
们的适应条件：
1)无资料时，常用摩擦系数为0.20-0.30。
2）不需要精确的停止，且具有一些摩擦的旋转机构，常用摩擦系数
为0.15-0.25
3）不需要精确停止，但精度要求较高，常用摩擦系数为0.10-0.20。
4）需要精确停止的旋转机构，常用摩擦系数为0.05-0.15
二、制动电阻的功率选择
1）停止时间的确定法。
（1）使用被控制对象的机械特性，获取停止或减速所需时间，此时
式的功率需求有：P=FV/t
（2）将此过程的功率需求翻倍，在满足停止或减速要求的基础上，
考虑到控制精度、效率的要求。
2）功率公式的应用法。
（1）根据被控制物的运动量积及运动规律，可以给出功率需求的表
达式：P=mω³/R
（2）针对特定的变速传动机构，可以采用特定的力-位移关系式，计算出所需制动功率：P=M(dV/dt)
（3）试算法：
若有特定的控制要求，可以采用试算法，结合当前传动系统的情况，经过不同功率的试算，从中取得合适的制动电阻功率。
制动电阻计算
制动电阻计算第一篇：制动电阻计算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。
目前关于制动电阻的计算方法有很多种，从工程的角度来讲要精确的计算制动电阻的阻值和功率在实际应用过程中不是很实际，主要是部分参数无法精确测量。
目前通常用的方法就是估算方法，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。
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。
通常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；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使用。
制动电阻的阻值和功率计算3.1刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车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。
刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。
（图1）图1刹车使用率ED%定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念：10％的制动频率可以这样理解，如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100％的功率，那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
3.2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1所示。
3.3制动电阻设计（1）工程设计。
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，因此制动电阻的粗略计算是：其中：制动电压准位电机的额定电流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。
制动电阻选型计算公式
制动电阻选型是很多工程师和顾客遇到的问题，今天我们就给出制动电阻选型计算公式及方法。
1、制动单元又叫制动斩波器，和制动电阻一起配套工作，都是变频器的选件。
变频器正常的母线电压为540V（AC 380V机型），当电机处于发电状态时，该母线电压会超过540V，最大允许700-800V，如长期或频繁超过这个最大值将会损坏变频器，所以用制动单元和制动电阻进行能量消耗，防止母线电压过高。
2、电机有两种情况会由电动状态转为发电状态
A、大惯量负载快速减速或太短的减速时间
B、提升负载下行时一直处于发电状态
3、选择制动单元比较简单，一般按照和变频器同等功率就可以了。
4、流过电阻的电流可以用以下公式计算
R=U/I
U一般为710－750V（制动单元动作电压），各个厂家设计不太一样，可以按照750V来考虑。
R 为制动电阻的阻值，一般制动单元都有规定其最小阻值，请按照手册选取。
如果没有这个数据，请按照U/I来计算，I为最大允许制动电流，按照80％变频器的额定电流来选。
5、制动电阻的功率按照以下来选：
P=ED%*U^2/R
ED％：制动使用率，按照一般经验，ED％的范围是从10％-50％不等。
如果制动频度低（偶尔动作），选10％即可。
如果是长期或频繁动作，则按30％-50％选择即可，一般30％可满足大部分应用要求。
起重机变频制动电阻器的四种匹配计算方法
起重机调速技术已有了较长的发展历史，从直流调速到交流调速，从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置，再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。
但这些技术都存在着元件易损、维修不便、设备冲击大、调速范围小等许多缺点。
进入20世纪90年代以来，变频调速技术的日臻成熟，以其调速范围大、结构简单、维修方便、减小噪音、节约电力等优点，开始在起重领域得到广泛应用。
在起重变频调速系统运行中，当停车或下降时，重物产生的位势负载使电机处于发电状态，能量向电源侧回馈，由于大多数变频器没有电能回馈装置，此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式释放掉，所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。
本文重点介绍如何正确匹配计算制动电阻。
到目前为止，已经发现有多种版本的匹配计算方法出现，归纳大致如下；方法一、制动电阻的阻值和功率计算1.1刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车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。
刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。
（图1）图1刹车使用率ED%定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念：10％的制动频率可以这样理解，如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100％的功率，那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
1.2 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1所示。
点击看原图1.3 制动电阻设计（1）工程设计。
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，因此制动电阻的粗略计算是：其中：制动电压准位电机的额定电流。
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。
制动电阻计算方式参考
制动电阻计算方式参考：以起重机为例，制动电阻计算示例如下：电机分别为：主钩45KW，主行11KW*2，小车3.7KW。
变频配置分别为：主钩SOHO75VD4Y，主行SOHO37VD4Y，小车SOHO5.5VD4Y。
电机电压380V。
①主钩：R=V*V/P=690*690/45000=10.58 ohm,因是提升负载，按过载150%计算,所以10.58/1.5 =7.05, 保险计算7.05/1.25 =5.6ohm。
此阻值是根据电机计算出来的，所以计算出的阻值应大于等于表一中对应变频器所允许的最小阻值。
如：SOHO75VD4Y 允许的制动电阻最小值为3ohm,计算出的5.6ohm 大于3ohm，所以计算值可行。
如根据电机计算出的制动电阻值小于表一中变频器允许的最小值，则制动电阻选取表一中变频器允许的最小值，以下不再阐述。
垂升移动电阻功率:- i. 电机功率的50—60%计算即可（起升扬程10M 内）。
- ii. 电机功率的60%以上计算即可（起升扬程10M 上）因此主钩电阻选定为：25KW，100%ED，690VDC，5 ohm②主行（T/L）：R=V*V/P=690*690/22000=21.64 ohm,，过载125%计算，21.64/1.25=17.3 ohm水平移动负载电阻功率-一般按照电机容量的25%--40%计算即可。
因此主行电阻选定为：8KW，100%ED，690VDC，15 ohm，15 ohm 大于表中6 ohm，故可行。
③小车（T/S）：R=V*V/P=690*690/3700=128.7 ohm,，过载125%计算，128.7/1.25=103 ohm水平移动负载电阻功率-一般按照电机容量的25%--40%计算即可。
因此主行电阻选定为：1.5KW，100%ED，690VDC，85 ohm，85 ohm 大于69 ohm，故可行。
以上计算虽以起重机为例分为主钩（垂直负载）、主行（水平负载）、小车（水平负载），其它应用中也可根据具体工况，分为垂直负载、水平负载参考以上方法进行计算。
三种计算制动电阻参数的方法对比
三种计算制动电阻参数的方法对比引言制动电阻，是波纹电阻的一种，主要用于变频器控制电机快速停车的机械系统中，帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转化为热能。
变频器的制动电阻是用于将电动机产生的再生能量以热能方式消耗的载体，电机减速时，如果变频器的输出频率对应的转速小于电机的实际转速，那么电动机将工作在发电状态，向变频器直流部分的电容充电，当电压高于阀值电压，制动回路将被接通，电流通过制动电阻放电产生热量，达到消耗再生能量的目的。
选择使用制动电阻需要考虑电阻阻值和电阻功率容量两个参数，变频器厂家推荐的制动电阻的参数仅满足一般情况，不能满足特殊工况条件下的应用要求。
另外变频器厂家为了减少制动电阻的档次，经常对若干不同容量的电动机提供相同的制动电阻，使制动电阻的选择不够准确，且相对保守。
制动电阻的选择除受到变频器专用型能耗制动单元最大允许电流的限制外，与制动单元也并无明确的对应关系，其阻值主要根据所需制动转矩的大小选择，功率根据电阻的阻值和使用率确定。
制动电阻阻值的选定有一个不可违背的原则：应保证流过制动电阻的电流IC小于制动单元的允许最大电流输出能力，即：R > 800/Ic ,其中：800 -- 变频器直流侧所可能出现的最大直流电压。
Ic -- 制动单元的最大允许电流。
为充分利用所选用的变频器专用型制动单元的容量，通常制动电阻阻值的选取以接近上式计算的最小值为最经济、同时还可获得最大的制动转矩，然而这需要较大的制动电阻功率。
在某些情况下，并不需要很大的制动转矩，此时比较经济的办法是选择较大的制动电阻阻值、也因此可以减小制动电阻的功率，从而减少购买制动电阻所需的费用，这样的代价是制动单元的容量没有得到充分利用。
本文介绍了三种计算制动电阻两个参数的方法，并对此进行分析比较。
1 通过转动惯量确定制动电阻1）计算制动力矩。
制动力矩为。
制动电阻选型计算
制动功率/P
Pmax teq t1+t2
4. 刹车使用率ED% ED%=
teq 100% t1 t 2
5. 制动电阻阻值选取 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。 选择制动电阻的阻值时，不能小于该阻值。 因此制动电阻阻值具有如下的范围 U 2 dc VB R I inv PB max 其中 VB 为制动单元动作电压，Iinv 为变频器额定电流，Udc 为变频器母线电压值，PB max 为瞬时制动功率最 大值。 6. 制动电阻功率选取 根据刹车使用率ED%值，查电阻产品手册得出短时允许过负荷倍数 K ，从而确定制动电阻的功率为： Pr=Pmax / K 四、 针对具体电梯-变频器工况制动电阻选型计算表见附件——制动电阻选型计算表。
速度/V
V1 V2
-V1
转矩/T
Hale Waihona Puke T1T2 T3功率/P
Pb3 Pb1 tu1 tu2 tu3 （上行）t1 ts1 td1 Pb1 Pb2 td2 Pb3 td3 （下行）t 2 ts2
图2
在整个t2 时间内： Td1——加速运动 达到最大速度时瞬时制动功率Pb1=T 1*ω，平均功率为0.5* Pb1；ω 对应电梯最大运行速度时电机角速度； Td2——匀速运动 瞬时制动功率为Pb2=T 2*ω； Td3——减速运动 达到最大速度时瞬时制动功率（ 本例中亦为最大制动功率）Pb3=T 3*ω，平均功率为0.5* Pb3；
可达最大速度运行，并以110%负载运行进行考核。 电机在负载重力作用下以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；当直流电压到达制动单元导 通阈值时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；制动电阻消耗电能为热能，母线电压也降低；母线电压降 至制动单元关断阈值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过，制动过程完成。通过此动作的反复进行，母 线电压得以维持平衡。
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如何计算选用变频器的制动电阻
变频器制动电阻的作用
当变频器带动的电机或其他感性负载在停机的时候，一般都是采用能耗制动的方式来实现的，就是把停止后电机的动能和线圈里面的磁能都通过一个别的耗能元件消耗掉,从而实现快速停车。
当供电停止后，变频器的逆变电路就反向导通，把这些剩余电能反馈到变频器的直流母线上来，直流母线上的电压会因此而升高，当升高到一定值的时候，变频器的制动电阻就投入运行，使这部分电能通过电阻发热的方式消耗掉，同时维持直流母线上的电压为一个正常值。
电机刹车用时，当电机减速时电机处于发电状态，制动电阻就负责消耗掉电机发电送回变频器的多余的电能，防止变频器里的母线电压过高而跳保护。
R=U*U/Pz Pz=制动功率 R=制动电阻值
关于制动电阻的阻值，是根据变频器的厂家和型号来的，有严格的标准，但功率可以放大。
为了保证散热性能，如果你要频繁制动，最好是把制动电阻的功率放到电机功率的一半。
刹车时间即变频器减速时间?及每隔多久需要刹车一次?
制动电阻规格有两个:功率和阻值.阻值=700/变频器功率/1.5
功率=变频器功率*刹车频率
选用RNW系列电阻,在高压大功率变频器的逆变器直流环节保护应用效果很好.电阻由全无机材料制成,吸收瞬间冲击电流能力很强.如不能及时泄放冲击能量,势必造成电压的上升,保护失效.选型要根据冲击能量来计算。
1, 计算制动电阻欧姆=700/电机千瓦数（380 系列）
电阻功率=电机千瓦数*10%--15%
2，制动单元 500 元起
加能电子
0755-8341-6757 0755-8341-6746
还有回馈制动单元4200元18-55 千瓦
磕头机抽油机变频器节能制动分析
对于油田磕头机来说，变频改造的优点是显而易见的
1，配合井下状态，改变冲次，从而改变抽油的效率，
2，柔性启动，把电机启动电流降低3-4倍，保护了电机和机械设备，
3，最大力矩得到限制，断托的可能性大大减小，
4，可以遥控抽油速度，不必更换机械设备，
但是，使用变频器后，用户发现不但不能节能，而且还耗用更多的电能，这是为什么呢？
由于磕头机有两个工作状态：
一个是电动机驱动机械设备运动，磕头机从电网吸收电能（电表正转）
另是一个释放能量（机械势能，井下负压，平衡块势能），由机械设备带动电动机
运动，是一个发电的过程（电表反转）。
就是说，磕头机在相当一段时间内，要把势能变为电能回馈电网。
在不使用变频器时，这个电能是直接回馈电网的，并没有在本地设备上耗费掉。
（综合表现为磕头机供电系统的功率因数较低）
但是在使用普通变频器时，情况发生了变化。
普通变频器的输入是二极管整流，能量不可反方向流动。
上述这部分电能没有流回电网的通路，
必须用电阻来就地消耗，这就是我们在磕头机变频器上必须使用制动单元和制动电阻的原因。
因此，使用普通变频器以后，如果冲次不变，整个系统消耗的电能更多了。
（表现为电
表只会正转，不会反转。
）
解决办法是把能量回馈电网。
拖动电机功率为132KW，动作电压可适当降低如680v，主要是降低制动电阻阻值如6－10欧姆，据本人经验，阻值一般不小于6欧均可；制动电阻功率要严格保证，若动作频繁，制动电阻须强制散热。
磕头机抽油机变频器节能制动单元
对于油田磕头机来说，变频改造的优点是显而易见的
1，配合井下状态，改变冲次，从而改变抽油的效率，
2，柔性启动，把电机启动电流降低3-4倍，保护了电机和机械设备，
3，最大力矩得到限制，断托的可能性大大减小，
4，可以遥控抽油速度，不必更换机械设备，
但是，使用变频器后，用户发现不但不能节能，而且还耗用更多的电能，这是为什么呢？
由于磕头机有两个工作状态：
一个是电动机驱动机械设备运动，磕头机从电网吸收电能（电表正转）
另是一个释放能量（机械势能，井下负压，平衡块势能），由机械设备带动电动机运动，是一个发电的过程（电表反转）。
就是说，磕头机在相当一段时间内，要把势能变为电能回馈电网。
在不使用变频器时，这个电能是直接回馈电网的，并没有在本地设备上耗费掉。
（综合表现为磕头机供电系统的功率因数较低）
但是在使用普通变频器时，情况发生了变化。
普通变频器的输入是二极管整流，能量不可反方向流动。
上述这部分电能没有流回电网的通路，
必须用电阻来就地消耗，这就是我们在磕头机变频器上必须使用制动单元和制动电阻的原因。
因此，使用普通变频器以后，如果冲次不变，整个系统消耗的电能更多了。
（表现为电
表只会正转，不会反转。
）
解决办法是把能量回馈电网。
制动电阻烧坏了怎么办？
变频器说明书中提供的制动电阻的容量，是针对一般降速时计算的。
如果起动和停机特别频繁，或在重力负载向下运行时，制动电阻常常因容量太小而烧坏。
一般情况下，制动电阻可以用电炉丝或其他电热设备中的发热元件来代替，如图9所示。
由于电炉丝的额定电压通常是220V，而处于再生制动状态的直流回路的平均电压约为650V，故电炉丝应以三组串联为宜。
(1) 发热元件电阻值的计算
图9 自制制动电阻
发热元件的额定数据只有两个:额定功率和额定电压。
上述数据是在发热状态下的数值。
根据额定数据，其热态电阻值可计算如下:
(7)式中, PN─发热元件的额定功率，W;
UN─发热元件的额定电压，V;
RE─发热元件的热态电阻，Ω。
由于总体上说，制动电阻并不处于连续工作的状态。
接入电路的时间通常是断续的。
因此，发热元件作为制动电阻使用时，其实际温度达不到电热设备的温度。
所以，由式(7)计算出的热态电阻值，与冷态或温态时的电阻值相比，略微偏大一些。
因为电热设备的工作温度一般在200℃以内，热态电阻与冷态电阻的差别并不很大，故式(7)的计算结果是可用的。
(2) 计算实例
今以某37kW电动机为例，说明书中的原配制动电阻是20Ω，5kW。
大多数变频器中，能耗电路是在直流电压超过700V时开始放电的，则制动电阻接入电路时消耗的功率是:
PB0＝＝24500W＝24.5kW
则说明书中制动电阻的修正系数是:αB＝＝0.204≈0.2
对于起动与制动比较频繁的负载，以及对于向下运行的重力负载来说，上述修正系数显然是太小了。
用发热元件代替的方案可有多种，例如，用9根2kW的发热元件串、并联来代替，如图1所示。
则:合成热态电阻的大小为RB′＝24.2Ω
冷态电阻值接近于20Ω。
总的额定功率PB′＝18kW
修正系数增大为:αB′＝＝0.735≈0.74
应该说，制动电阻的容量已经足够了。