电梯制动电阻计算
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本例中曳引机额定功率为17.12kw,因此可以取值8，所以 Pr
Pel 26.17 3.27 Kw rB 8
因此对于制动电阻的选择只要阻值小于18.72Ω， 功率大于3.27Kw,并且与所用变频器的制动 电阻配置范围相符合即可。
制动电阻的计算方法
变频器比较广泛的应用在电梯曳引机的调速控制中， 制动单元和能耗电阻作为其附属设 备起相当重要的作用，特别是针对大位能负载下放时的平稳、快速制动要求，合理地选择、 计算制动单元容量和制动电阻值非常重要。本文将对制动电阻的计算方法进行简单介绍。 1. 电梯曳引机四象限运行
图1 曳引机四象限运行示意图
（2） 通过储能电容储存 （3） 能量回馈至电网 普通变频器没有向电网逆变的功能， 往往需要靠制动单元控制， 将过量的电能消耗式在 制动电阻上。其结构如下图所示：
图2 制动电阻及制动单元示意图
制动单元的作用是电平检测和斩波。 当检测到的电压高于设定值时， 打开制动电阻回路， 让电阻消耗部分电能，释放的电功率取决于制动单元的容量和电阻值。 变频器内部减速时间设定值，即最高速减至零速的时间，是衡量制动过程的标准参数，减速 时间短要求变频器输出制动转矩大，电气制动功率大，短时间释放电能大，即要求制动单元 容量大，能耗电阻小。 制动电阻的作用就是用于消耗掉直流电路中的多余电能， 使直流电压保持平稳， 因此制动电 阻的选型应满足以下条件: (1) 制动电阻的阻值必须满足制动状况各参数的要求和变频器规定的最小制动电阻的要求； (2) 必须有足够容量满足正常制动的要求； 3.制动电阻阻值计算方法 1)电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩 M B 计算：
2)计算最大制动功率 PB ：
PB
M B (nM 1 nM 2 ) 9.55
Fra Baidu bibliotek
3)计算电气制动功率 Pel ：
Pel PB kPn
式中： Pel –回馈到直流母线的电功率；
–机械效率，取值为1（为使制动功率留有余量，机械损耗可以忽略）；
k –机械效率，电动机内部损耗预估系数；
Pn –电动机额定功率。
4 gJ all (nM 1 nM 2 ) GD 2 (nM 1 nM 2 ) 4 9.8 46.25(227 0) MB MS MS = 720 375td 375td 375 2.09
1245 N.m
2） PB
M B (nM 1 nM 2 ) =2 29.6 Kw 9.55
曳引机最大输出转矩 Mmax=1260 N.m 曳引机额定负载转矩 MS=720 N.m 曳引机额定转速 n=227r/min 曳引机工作制 S5 变频器直流回路电压的允许上限值 UDH=700 电梯总转动惯量 J all 46.25 Kg .m
2
转速从 nM 1 降至 nM 2 所需的时间 td =2. 09 计算过程 1）电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩 M B
MB
4 gJ all (nM 1 nM 2 ) GD 2 (nM 1 nM 2 ) MS MS 375td 375td
式中 M B – 所需要的制动转矩，N.m
GD 2 –拖动系统的飞轮力矩；N.m nM 1 – 降速前的电动机转速，r/min；
nM 2 – 降速后的电动机转速，r/min； td – 转速从 nM 1 降至 nM 2 所需的时间，s； g – 标准重力加速度； J all –电梯总转动惯量， Kg .m 2 ； M S –曳引电机额定负载转矩；（电动状态为负，发电状态为正)
由图1所示，电梯曳引机在一、三象限正转电动和反转电动状态时，均需耗能；而在二、 四象限正转制动和反转制动，均为发电状态。 2.变频器电气制动过程分析 变频器在带大位能负载高速下放时（即电梯空载上行或满载下行），从高速减速至零。 从机械特性上分析， 电梯曳引机产生与转速相反的大于负载的制动转矩， 以保证负载在下降 过程中减速，曳引机工作在第二、四象限；从能量上分析，电动机处于发电状态，将机械能 重力势能转化为电能， 除去少量消耗在电动机内部铜耗和铁耗外， 大部分经逆变器反馈至直 流母线，使直流母线电压升高。如果在短时间内，电能不能释放，则直流母线的电压过高， 容易发生变频器过压故障。 短时间释放直流母线上电能的方式一般有三种： （1） 消耗在制动电阻上
3)电梯制动时，由于曳引电机内部功率损耗约占20%的额定功率，所以在计算制动电阻所 耗功率时，应减去这部分功率。
Pel PB kPn = 29.6 Kw 0.2 17.12 Kw 26.17 Kw U DH 2 7002 RB 18.72 = Pel 26.17 103
4)计算制动电阻 RB ：
RB
U DH 2 Pel
式中： U DH 为直流母线的电压 4.应用举例 设电梯曳引机制动时，曳引电机从额定转速降至零速，相关参数如下 曳引机的额定功率 Pn=17.12KW 曳引机额定电压 Un=360VAC 曳引机额定电流 In=37.8A 曳引机额定输出转矩 M=720N.m
所以所选制动电阻的阻值应小于18.72Ω 4）电阻消耗的功率应不小于26.17kw，但是因为能耗电路是断续工作的，在制动电阻的温升 不超过允许值时，制动电阻在选取时其容量可进行如下的适当修正：
Pr
Pel rB
式中： rB –修正系数
rB 的取值范围与电动机的额定功率大致有如下关系：
Pn 18.5 Kw rB 5 ~ 9; Pn 22 Kw rB 2.5 ~ 4
Pel 26.17 3.27 Kw rB 8
因此对于制动电阻的选择只要阻值小于18.72Ω， 功率大于3.27Kw,并且与所用变频器的制动 电阻配置范围相符合即可。
制动电阻的计算方法
变频器比较广泛的应用在电梯曳引机的调速控制中， 制动单元和能耗电阻作为其附属设 备起相当重要的作用，特别是针对大位能负载下放时的平稳、快速制动要求，合理地选择、 计算制动单元容量和制动电阻值非常重要。本文将对制动电阻的计算方法进行简单介绍。 1. 电梯曳引机四象限运行
图1 曳引机四象限运行示意图
（2） 通过储能电容储存 （3） 能量回馈至电网 普通变频器没有向电网逆变的功能， 往往需要靠制动单元控制， 将过量的电能消耗式在 制动电阻上。其结构如下图所示：
图2 制动电阻及制动单元示意图
制动单元的作用是电平检测和斩波。 当检测到的电压高于设定值时， 打开制动电阻回路， 让电阻消耗部分电能，释放的电功率取决于制动单元的容量和电阻值。 变频器内部减速时间设定值，即最高速减至零速的时间，是衡量制动过程的标准参数，减速 时间短要求变频器输出制动转矩大，电气制动功率大，短时间释放电能大，即要求制动单元 容量大，能耗电阻小。 制动电阻的作用就是用于消耗掉直流电路中的多余电能， 使直流电压保持平稳， 因此制动电 阻的选型应满足以下条件: (1) 制动电阻的阻值必须满足制动状况各参数的要求和变频器规定的最小制动电阻的要求； (2) 必须有足够容量满足正常制动的要求； 3.制动电阻阻值计算方法 1)电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩 M B 计算：
2)计算最大制动功率 PB ：
PB
M B (nM 1 nM 2 ) 9.55
Fra Baidu bibliotek
3)计算电气制动功率 Pel ：
Pel PB kPn
式中： Pel –回馈到直流母线的电功率；
–机械效率，取值为1（为使制动功率留有余量，机械损耗可以忽略）；
k –机械效率，电动机内部损耗预估系数；
Pn –电动机额定功率。
4 gJ all (nM 1 nM 2 ) GD 2 (nM 1 nM 2 ) 4 9.8 46.25(227 0) MB MS MS = 720 375td 375td 375 2.09
1245 N.m
2） PB
M B (nM 1 nM 2 ) =2 29.6 Kw 9.55
曳引机最大输出转矩 Mmax=1260 N.m 曳引机额定负载转矩 MS=720 N.m 曳引机额定转速 n=227r/min 曳引机工作制 S5 变频器直流回路电压的允许上限值 UDH=700 电梯总转动惯量 J all 46.25 Kg .m
2
转速从 nM 1 降至 nM 2 所需的时间 td =2. 09 计算过程 1）电梯制动时，曳引电机所需的最大制动转矩 M B
MB
4 gJ all (nM 1 nM 2 ) GD 2 (nM 1 nM 2 ) MS MS 375td 375td
式中 M B – 所需要的制动转矩，N.m
GD 2 –拖动系统的飞轮力矩；N.m nM 1 – 降速前的电动机转速，r/min；
nM 2 – 降速后的电动机转速，r/min； td – 转速从 nM 1 降至 nM 2 所需的时间，s； g – 标准重力加速度； J all –电梯总转动惯量， Kg .m 2 ； M S –曳引电机额定负载转矩；（电动状态为负，发电状态为正)
由图1所示，电梯曳引机在一、三象限正转电动和反转电动状态时，均需耗能；而在二、 四象限正转制动和反转制动，均为发电状态。 2.变频器电气制动过程分析 变频器在带大位能负载高速下放时（即电梯空载上行或满载下行），从高速减速至零。 从机械特性上分析， 电梯曳引机产生与转速相反的大于负载的制动转矩， 以保证负载在下降 过程中减速，曳引机工作在第二、四象限；从能量上分析，电动机处于发电状态，将机械能 重力势能转化为电能， 除去少量消耗在电动机内部铜耗和铁耗外， 大部分经逆变器反馈至直 流母线，使直流母线电压升高。如果在短时间内，电能不能释放，则直流母线的电压过高， 容易发生变频器过压故障。 短时间释放直流母线上电能的方式一般有三种： （1） 消耗在制动电阻上
3)电梯制动时，由于曳引电机内部功率损耗约占20%的额定功率，所以在计算制动电阻所 耗功率时，应减去这部分功率。
Pel PB kPn = 29.6 Kw 0.2 17.12 Kw 26.17 Kw U DH 2 7002 RB 18.72 = Pel 26.17 103
4)计算制动电阻 RB ：
RB
U DH 2 Pel
式中： U DH 为直流母线的电压 4.应用举例 设电梯曳引机制动时，曳引电机从额定转速降至零速，相关参数如下 曳引机的额定功率 Pn=17.12KW 曳引机额定电压 Un=360VAC 曳引机额定电流 In=37.8A 曳引机额定输出转矩 M=720N.m
所以所选制动电阻的阻值应小于18.72Ω 4）电阻消耗的功率应不小于26.17kw，但是因为能耗电路是断续工作的，在制动电阻的温升 不超过允许值时，制动电阻在选取时其容量可进行如下的适当修正：
Pr
Pel rB
式中： rB –修正系数
rB 的取值范围与电动机的额定功率大致有如下关系：
Pn 18.5 Kw rB 5 ~ 9; Pn 22 Kw rB 2.5 ~ 4