變頻器動力制動能量的計算

Title:Howtocalculatethebrdkingenergy主題：怎樣計算制動能量KeyWord:brakingenergy,brakingunit,brakingresistor關鍵字：制動能量，制動單元，制動電阻摘要：在使用變頻器的能耗制動時，如何計算制動能量？關于變頻器的制動能量的計算當一臺感應電機被機械驅(qū)動，并且有一臺變頻器給電機的出線端子提供某一電壓的時候，它將作為一臺發(fā)電機給變頻器回饋能量。通常，在交流電機和負載的減速階段，儲存的大部分能量將被電機轉化為電能反饋到變頻器。當一個高慣性負載突然減速時，會有過大的反饋能量不能被變頻器的直流母線所吸收，導致直流母線上電壓過高而跳閘。由于變頻器的直流側電容只能吸收很小一部分的反饋能量，對于超過系統(tǒng)本身損耗的的制動力矩,需提供一個動力制動電路來消除剩余能量。通過控制一個專用的制動控制電路控制的制動單元的工作/停止周期來防止直流母線上的電壓過高。通過控制在發(fā)電過程中制動單元的工作/停止周期來防止直流電壓超過最大值和直流側電容的過度充電。許多變頻器的固有特征是當輸出頻率小于基礎頻率時，為恒定V/F比值控制（力矩恒定）；當輸出頻率大于基礎頻率時，為恒電壓控制（功率恒定）。因為其恒壓變頻特性，基礎頻率之上的再生功率是恒定的，但在基礎頻率之下，將逐漸衰減至在速度為零時功率為零。當停車時，系統(tǒng)固定損耗大多數(shù)情況為摩擦力使驅(qū)動系統(tǒng)停止.當運行在基礎頻率之上任何速度，再生功率都為最大值且保持恒定，此時制動電阻器發(fā)揮最大功效。最大制動扭矩與在恒定電壓下反比于電阻值的再生電流是一對函數(shù)關系。于是電阻值的選擇決定了制動扭矩的大小。電阻的額定功率取決于制動周期（制動時間和循環(huán)時間）和電阻的冷卻。出于安全的考慮，通常使用一個熱繼電器來單獨保護電阻防止持續(xù)過載。這個熱繼電器應該控制切斷變頻器輸入電源。制動電阻的應用通常情況下，當電源為380-460V時，變頻器的直流母線電壓最大值為800V，電阻，電纜，絕緣需與此工作電壓匹配。電阻值及額定功率可以由需吸收的能量，即釋放的功率值和連續(xù)減速的延時時間算出。為了得到電阻的阻值需要知道要求的制動扭矩；為了得到電阻的額定功率需要知道負載的能量有多大。電機和負載的動能等于0.5而2在此J=電機和驅(qū)動器的總轉動慣量(Kgm2)2兀xn°=角速度(弧度值/秒),或者)60因為能量與角速度的平方成正比，系統(tǒng)的最大能量集中在高速狀態(tài)，會在開始減速的時候傳遞給電阻。假如電機運轉在基礎頻率之上，傳遞給電阻的能量為定值，直到降至基礎頻率以下。用于制動周期的制動電阻應能承受熱沖擊，推薦使用額定脈沖式電阻。舉例：轉動慣量為10kgm2的負載由1500rpm減速到靜止。計算制動電阻值，額定功率。需要的數(shù)據(jù):電機及驅(qū)動30kW電機額定轉矩191Nm減速時間待定重復周期時間30s負載轉動慣量(J)10kgm2電阻阻值(R)未知電阻額定功率值(Pr)未知電阻工作電壓(V)750V首先最基本的一步是確定減速時間(T)：2兀xJxn

t=b60xMmax最大減速發(fā)生在電機額定轉矩的150%。最大值最快的減速時間T:bMbmax=1.5x191=286.5,10x1500已t==5.48秒b9.55x286.5秒可以確定一個實際的減速時間Td,對于這個例子，令Td=7s.計算減速時間為7s時需要的制動轉矩Mb2兀xJxn60xt

制動功率為:制動電阻阻值為:_10X1500-9.55x7=224.38Nmp2兀xM制動功率為:制動電阻阻值為:_10X1500-9.55x7=224.38Nmp2兀xMxnb-60X103_224.38x1500—9.55x103=35.24kWKwR=——==160Pb35.24x103電阻的額定功率為:由于制動電阻的工作為間歇性的，其額定功率可按間歇性的功率選擇而不必是連續(xù)功率。優(yōu)點是可根據(jù)電阻的過載系數(shù)來充分利用電阻的過載值（O/L）,這個系數(shù)可由一組冷卻曲線得出，這個曲線是由制動電阻生產(chǎn)商或者供應商提供的。在這個例子中，減速時間設置為7秒，循環(huán)周期時間為30秒。所選擇的電阻的額定功率為:p_PP—brO/Lfactor35kW2=17.5Kw實際上，在再生制動過程中，電機和負載的機械損耗可耗散15%到20%的制動能量。通常的情況下，實際上推薦的制