不同设备的制动电阻选型计算

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。