变频器制动电阻介绍及计算方法
变频器制动电阻
05
变频器制动电阻的故障诊断与处理
制动电阻的常见故障现象与原因
制动电阻的常见故障现象
• 制动电阻过热 • 制动电阻损坏 • 制动效果不佳
制动电阻故障的原因
• 制动电阻选型不当，导致过热或损坏 • 制动电阻安装不当，导致散热不良 • 制动电阻接线错误，导致制动效果不佳
制动电阻故障的诊断方法与技巧
变频器制动电阻原理与应用
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01
变频器制动电阻的基本概念
变频器制动电阻的定义与作用
变频器制动电阻是一种用于消耗多余能量的设备
• 当电机减速或制动时，会产生大量的 再生能量 • 制动电阻可以将这些能量转化为热能， 从而避免变频器过压损坏
制动电阻的额定功率计算
• 制动功率 = 再生能量 × 制动时间 • 制动电阻的额定功率应大于制动功率
制动电阻的阻值计算
• 制动电阻的阻值 = (再生能量 × 制动时间) / (变频器最大 输出电压 × 变频器最大输出电流) • 制动电阻的阻值应小于或等于变频器允许的最大阻值
制动电阻的发热与散热考虑
制动电阻故障的诊断方法
• 使用红外热像仪检测制动电阻的温度 • 使用万用表检测制动电阻的阻值和功率 • 使用示波器检测制动电阻的电流和电压波形
制动电阻故障的诊断技巧
• 分析故障现象，找出可能的故障原因 • 根据故障原因，有针对性地进行检测和排查
制动电阻故障的处理与预防措施
制动电阻故障的处理方法
• 对过热或损坏的制动电阻进行更换 • 检查制动电阻的安装和接线是否正确，如有问题进行调整 • 调整制动电阻的阻值和功率，确保制动效果符合要求
变频器制动电阻的作用是什么
变频器制动电阻开路会影响变频器的被驱动机械负载的制动。
因为制动电阻开路了，此时加载在制动电阻器两端的电能无法被释放，相当于没有这个制动功能了。
这里简单介绍一下变频器制动电阻的作用，制动电阻器也俗称刹车电阻器。
变频器的制动电阻有什么作用？变频器带动的电机在停机时，拖动的电机由于惯性作用不能及时停止转动，此时电机就相当于一个发电机，而发电机产生的电能会施加到变频器内部的模块上，将对变频器的模块造成损伤或者损毁，制动电阻就是用来消耗这部分电能的。
正常情况下，变频器输出功率在7.5KVA以下的，制动电阻都是安装在变频器内部（内置）；功率大于7.5KVA的变频器，制动电阻基本都是外置的。
例如，台达变频器几百瓦的制动电阻也需要外置。
变频器制动电阻是要根据输出功率、制动时间与制动次数来选择的。
其中包括制动电阻的电阻值与制动电阻的功率；例如5.5KVA变频器外置制动电阻要求其电阻值为≥22Ω，但制动电阻的功率在800W（瓦），这样大功率电阻体积大，并且它工作时会产生大量的热能，故它不能直接接在变频器旁边，安装它时充分考虑它的发热量而远离变频器。
如果是55KVA变频器，其制动电阻的功率为5.5KW×2的两支电阻器串联组成，这样它的功率就是11KW了，并且推荐制动电阻器的电阻值≥5Ω×2。
它还需要用专业散热的轴流风机进行强制散热，且它两端的连接导线都是耐温导线。
三相变频器主回路接线端子即功能见下图所示。
一般PB与（+）是外接制动电阻的接线端子，连接制动电阻，没有正负极之分，用导线截面积足够导线接在它们之间两点之上即可。
另外需要针对制动电阻，进入功能码来设置直流制动时间，停机直流制动等待时间。
一般制动电阻开路是在选择制动电阻的功率偏小，加上制动电阻的散热不好造成的。
制动电阻在制动时，电机的再生能量几乎全部消耗在制动电阻上，这里推荐一个计算公式：U×U/R=Pb，U为系统稳定制动的电压，（不同的系统U值不一样，380Vac系统一般取700V），Pb为制动电阻器的功率。
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。
制动电阻的计算
变频器制动电阻功率的计算刘允松摘要本文根据A TV71变频器产品目录中的相关内容，推导计算制动电阻的额定值及选型方法。
引言在变频器与电机及其机械负载构成的驱动系统中，电机的转速和转矩的关系通常可用四象限图来表示，亦即速度方向和转矩方向的四种组合：这四种组合又可以表格的形式表示：在第一象限和第三象限，电机产生的转矩的方向与实际转速的方向是一致的，其乘积即输出功率符号为正，电机将电能转化为轴端的机械能，我们称为运行于电动状态；在第二象限和第四象限，电机产生的转矩的方向与实际转速的方向是相反的，其乘积即输出功率符号为负，电机将轴端的机械能的转化为电能，我们称为运行于发电状态。
如果电机由常规的变频器供电，当电机运行于电动状态时，电能从电网经过整流器到电机，直流母线电容起到稳定直流母线电压的作用；当电机处于发电状态时，电机产生的电能少部分将直流母线电压升高，储存到直流母线电容，而不能回到电网。
如果发电功率较大，超过直流母线电容能够储存的值，直流母线电压就不能继续提高，多余的能量将必须通过其它渠道要么回馈电网，要么通过电阻消耗掉。
回馈电网所需要的设备成本比较高，通常适合于回馈电能功率很大的应用。
对于小功率的再生制动，考虑到设备成本因素，大多数情况下采用能耗制动的方式，即以制动单元为泄放开关器件，通过制动电阻将多余的再生能量消耗掉。
本文介绍制动电阻的额定值包括阻值和功率的计算方法。
两种制动工作状态电机处于发电状态通常有两种主要的工作状态：一种是各种机械负载的减速停机，比较典型有离心机、平移机构和小车的减速、停机，其特点是减速期间制动力矩恒定，制动功率在减速开始时达到峰值，然后随转速降低成正比地减少至零。
这种类型我们称为类型A 。
按说离心式风机或离心式空压机的减速停机也属于这种工作类型，但是由于一般情况下并不要求其快速准确停车，所以可以将其减速时间设置得很长，绝大部分能量消耗在电机的绕组中，并不需要能耗制动。
另一种是速度稳定时产生制动功率，这种情况下制动转矩与速度的无关，但制动功率与转速成正比。
变频器制动电阻工作原理
变频器制动电阻工作原理一、引言随着工业自动化技术的不断发展，变频器作为调速控制设备在工业生产中得到了广泛应用。
而在变频器的运行过程中，制动电阻起到了重要的作用。
本文将以变频器制动电阻工作原理为标题，详细介绍制动电阻的工作原理及其在变频器中的应用。
二、制动电阻的作用制动电阻是一种电阻器，通过将电能转化为热能来实现制动的目的。
在变频器中，制动电阻主要用于调节变频器输出电压的大小，实现电机的制动控制。
当电机停止运转或需要降速时，变频器会通过控制制动电阻的接入来实现制动操作。
三、制动电阻的工作原理制动电阻的工作原理可以分为两个关键步骤：能量转换和热量散发。
1. 能量转换在制动过程中，电机产生的动能通过变频器传递给制动电阻。
变频器会将电机的动能转化为电能，并通过电阻器将电能转换为热能。
这个过程中，电阻器的电阻值是一个重要的参数，它决定了电能转换的效率和速度。
2. 热量散发转化为热能的电能会导致制动电阻产生大量的热量。
为了保证制动电阻的正常工作，需要及时将产生的热量散发出去。
通常情况下，制动电阻会通过散热器或其他散热装置将热量散发到周围环境中，以保持制动电阻的温度在安全范围内。
四、变频器中制动电阻的应用在变频器中，制动电阻的应用主要包括制动过程中的能量转换和热量散发。
1. 能量转换当需要制动时，变频器会通过控制回路将电机的动能传递给制动电阻。
制动电阻将电能转化为热能，并通过热量散发装置将热量散发出去，实现制动操作。
2. 热量散发制动电阻产生的热量需要及时散发，以免引起过热而损坏设备。
在变频器中，通常会设置散热装置来散发制动电阻产生的热量。
散热装置可以是散热片、散热风扇等，通过增加表面积或加强风冷来提高散热效果。
五、制动电阻的优缺点制动电阻在变频器中的应用具有一定的优点和缺点。
1. 优点制动电阻可以快速有效地实现电机的制动操作，使电机停止或降速更加平稳。
制动电阻的使用成本相对较低，维护成本也较低，适用于一些对制动精度要求不高的场合。
什么是变频器的制动电阻？原理如
什么是变频器的制动电阻？原理如何？有什么用？如何计算大小？变频器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。
制动电阻主要是用来消耗伺服电机制动（急停）时产生的能量，不然可能会烧坏驱动器。
一、什么是变频器制动电阻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。
6113961-f9a1735b e5d3b b b2.j p g二、变频器制动电阻原理当伺服电机制动的时候，该伺服电机处于发电状态。
这意味着能量将会返回到伺服驱动器的直流母线上。
因为直流母线包含电容，所以直流母线电压会上升。
电压增加的多少取决于开始制动时电机的动能以及直流母线上电容的容量。
如果制动动能大于直流母线上的电容量，同时直流母线上没有其他驱动器容纳该能量，那么驱动器将会通过制动电阻来消耗该能量，或者将其反馈给供电电源.6113961-33e9c33161f38712.j p g三、变频器制动电阻作用电机减速时，过大的设备惯量会将电动机变成发电机，这是出于发电运行状态，电机反向给变频器供电，这会造成变频器过压报警。
为了释放这部分能量，采用增大电阻功率（适当减小电阻值）的方法来实现的。
也有采用可反向供电到电源回路的，这在共直流母线的变频系统中运用的比较多，可节能。
制动电阻和发电效果是一样的，可防止变频器减速过压，减小减速距离，提高动态性能。
电机内置制动器一般是做最后停车制动的，而不做减速制动，这和电阻制动是有本质区别的，因为电阻制动只有电机减速的过程中有作用，在电机停止后是没有效果的，必须采用刹车才能让电机保持静止（有位能负载）。
变频器制动电阻介绍及计算方法
变频器制动电阻介绍及计算方法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。
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。
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%。
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。
变频器制动电阻介绍及计算方法
变频器制动电阻介绍及计算方法变频器制动电阻是一种用于控制变频器输出电压的装置，通过增加电路中的电阻来实现电压的调节和限制。
在变频器控制系统中，制动电阻的作用主要有两个方面：一是限制电流，减小驱动电机的惯性；二是将多余的能量转化为热能散发出去，以保护变频器和电机。
制动电阻的设计和选型需要根据具体的应用需求来确定。
下面介绍一种常见的制动电阻计算方法：1.确定变频器额定电流（Ir）和制动电阻的额定功率（Pr）：查阅变频器和电机的技术参数手册，获取变频器的额定电流和电机的额定功率。
2.根据额定电流和功率计算制动电阻的额定阻值（Rr）：使用下面的计算公式进行计算Rr=Ur^2/Pr其中，Ur为变频器的直流母线电压。
3.确定制动电阻的额定电流（Ir）：使用下面的计算公式进行计算Ir=Ur/Rr4.确定制动电阻的额定电压（Ur）：根据应用需求和变频器的技术参数，确定制动电阻的额定电压。
一般来说，制动电阻的额定电压应该大于变频器的最高输出电压。
5.确定制动电阻的额定功率（Pr）：根据制动电阻的额定电流和额定电压Pr=Ur*Ir6.根据计算结果选购合适的制动电阻：按照上述计算结果选购合适的制动电阻，注意要选择符合应用需求的型号和规格。
需要注意的是，上述计算方法只是一种基本的参考方法，实际的计算和选型过程可能会涉及更复杂的因素，如空气流动、工作环境温度等。
因此，在实际应用中，建议与专业的电气工程师或制动电阻供应商进行沟通和协商，以确保制动电阻的计算和选型符合实际需求。
总之，制动电阻是变频器控制系统中的重要组成部分，通过控制电压和限制电流，可以实现对驱动电机的控制和保护。
在计算和选型制动电阻时，需要综合考虑应用需求、技术参数和实际环境等因素，确保制动电阻的设计和选型符合实际需求。
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变频器制动电阻介绍及计算方法
1 引言
目前市场上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。
目前关于制动的计算方法有很多种，从工程的角度来讲要精确的计算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。
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和铝两种：波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生量，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，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 制动电阻的阻值和算
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和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。
制动单元动作电压准位
当直流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。
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。
根据以上所叙，制动电阻的阻值的选择范围为：
制动电阻的耗用功率当制动电阻在直流电压为的工作时，其消耗的功率为：
耗用功率的含义：如果电阻的功率按照此数值选择的话，该电阻可以长时间的接入在电路里工作。
现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率ED%。
因为系统的进行制动时间比较短，在短时间内，制动电阻的温升不足以达到稳定温升。
因此，决定制动电阻容量的原则是，在制动电阻的温升不超过其允许数值（即额定温升）的前提下，应尽量减小容量，粗略算法如下：
为制动电阻的降额系数
为实际的选用电阻阻值
为制动电阻的功率
（2）设计举例。
根据以上的公式我们可以大致的推算出来我们需要的制动电阻的阻值和功率。
以台达VFD075F43A变频器驱动的电机作为例来说明，电机额定电流是18A,输入电压AC460，则有：
欧
欧
因此制动电阻的阻值取值范围：
选择电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜，选择阻值75欧。
716W
根据实际的情况可以在计算的数值功率上适当的扩大。
4 结束语
制动电阻的阻值和功率的计算都是从工程的角度来考虑的，因此在实际的应用时需要结合现场的具体情况进行适当的该动，最终形成一个经济适用的选择方案。