变频器的制动电阻与制动单元
变频器制动单元原理
变频器制动单元原理
变频器制动单元是变频器系统中的一个重要组成部分，其主要作用是控制电机的制动过程。
变频器制动单元的工作原理如下：
1. 电机制动控制器：制动过程开始时，变频器通过电机制动控制器向电机施加电压，使电机产生反电动势。
2. 制动电阻：变频器制动单元通常配备有制动电阻，在制动过程中，电机将过多的能量传递到制动电阻中，将能量转化为热量散发出去。
3. 制动电压控制：变频器通过对制动电压的控制，可以调整电机制动的程度。
当制动电压达到设定值时，可以实现电机的快速制动。
4. 制动时间控制：变频器制动单元还可以控制制动的时间，可以调整制动的时间长短，以满足不同的制动要求。
5. 制动开关：变频器制动单元还配备有制动开关，用来将电机切换到制动状态。
制动开关通常分为手动和自动两种模式，可以根据需要选择使用。
通过以上工作原理，变频器制动单元可以实现对电机的平稳制动，提高了系统的安全性和稳定性。
同时，通过调整制动电压和制动时间，可以满足不同工况下的制动需求。
变频器控制系统的制动单元及其应用
36 变频器控制系统的制动单元及其应用方涌奎1 屈敏娟 2 张支钢2上海机床厂有限公司1（200093）上海长机自动化有限公司 2（200093）摘 要 阐述了在变频器控制系统中，电动机制动所带来的问题。
介绍了在变频器控制系统中，电动机的能耗制动、直流制动和回馈（再生）制动等几种方法和及其制动单元的基本原理与应用，最后以二个实例来说明制动单元的实际应用。
关键词 变频器 控制系统 制动 制动单元在日常工作中需要电动机迅速而准确的停车，为此对电动机采取一定的制动方法来实现。
但在变频器控制系统中采用同样的制动方法，由于变频器的结构而带来了一些问题，这一点必须加以重视。
1 变频器控制系统电动机制动所存在的问题在变频器控制系统中经常遇到需要电动机制动的场合，如大惯量负载的快速停车、势能负载的拖动、多级传动中的同步控制及负载突变等。
当变频器给定频率的下降速度过快时，由于所拖动的电动机带有负载（机械装置），有较大的机械惯量而不能很快地下降，使电动机绕组切割旋转磁场的速度加快， 绕组的电动势和电流增大，造成电动机侧的反电势E 大于端电压U ，电动机处于制动状态或发电状态，且有较强的制动转矩。
这一能量的回馈将通过变频器的逆变环节中与大功率管并联的二极管流向变频器的直流供电环节。
对于通用变频器来说，其基本结构多是“整流+滤波+逆变”的“交-直-交”系统， 其整流部分大多采用不可逆的桥式整流电路，因此无法将这能量回馈给主电路，结果就造成变频器直流供电环节中的电容器二端电压（通常称之泵升电压）升高。
当回馈能量较大时，还会引起直流回路的过电压而发生变频器的过电压故障。
这就是在变频器控制系统中，电动机制动所带来的新问题，必须加以注意。
2 变频器控制系统电动机制动的方法 2.1 能耗制动对于变频器，如果输出频率降低，电动机转速将跟随频率同样降低，这时会产生制动过程。
由制动产生的功率将返回到变频器侧，这些功率以电阻发热形式消耗，因此该制动方法被称作“能耗制动”。
变频器制动单元的组成
变频器制动单元的组成随着现代工业的发展，变频器作为一种重要的电力传动设备，在许多领域发挥着关键作用。
变频器的核心部件之一就是制动单元，它有助于实现电机的快速制动和控制。
本文将介绍变频器制动单元的组成。
1. 制动电阻制动电阻是变频器制动单元中最关键的部件之一。
它通过将电机的降频电能转化为热能来实现制动。
当电机需要制动时，变频器会将电机的旋转能量转换为电能，并通过制动电阻来消耗这部分电能，从而使电机停止运行。
制动电阻通常由金属板或者陶瓷片制成，能够快速耗散能量，并具有较高的耐电压能力。
2. 制动单元控制电路制动单元控制电路是变频器制动单元的另一个关键组成部分。
该电路负责控制制动电阻的工作状态，也就是在电机需要制动时，工作电流是否流经制动电阻。
当电机需要制动时，通过控制电路将电阻器接入电路中，从而完成制动操作。
此外，制动单元控制电路还需具备多种保护功能，如过流保护、过热保护等，以确保制动单元的稳定运行。
3. 制动单元散热系统制动单元在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热，将会影响制动单元的性能和寿命。
因此，制动单元通常都配备有散热系统来提高散热效率。
散热系统通常由散热风扇、散热片和散热器等组成，通过增加与外界的换热面积，有效地提高制动单元的散热效果，并保持正常工作温度。
4. 制动电压和制动时间控制装置制动单元需要根据实际需求来调节制动电压和制动时间。
制动电压控制装置通常根据电机工作状态和制动需求来自动调节制动电压的大小，以达到合适的制动效果。
制动时间控制装置则是根据电机的转动惯量和停止要求来设置制动时间，确保电机在适当的时间内停止旋转。
5. 辅助电源辅助电源是为了使制动单元能够正常工作而设计的。
由于制动单元需要消耗较多的电能，因此需要供给足够的电源来支持其工作。
辅助电源可以通过主电源供电，也可以通过电池或其他独立电源供电，以确保制动单元在各种情况下都能稳定运行。
综上所述，变频器制动单元由制动电阻、制动单元控制电路、散热系统、制动电压和制动时间控制装置以及辅助电源等组成。
变频器制动单元工作原理
变频器制动单元工作原理变频器制动单元是变频器中的一个重要组成部分，它用于实现变频器的制动功能。
在工业领域，变频器广泛应用于电机控制系统中，可以实现电机的调速、反向运行以及制动等功能。
下面我们来详细了解一下变频器制动单元的工作原理。
1.刹车电阻：刹车电阻是变频器制动单元中的核心部件之一，其主要作用是将电机的动能转化为热能，并将其散发到周围环境中。
刹车电阻一般由耐高温的金属材料制成，可以经受较高功率的放热。
2.刹车电路：刹车电路主要由继电器、触发电路和刹车电阻组成。
当需要制动电机时，变频器会通过触发电路将继电器闭合，并将刹车电阻连接到电机回路中。
此时，电机运行时产生的反电动势会通过刹车电阻进行耗散，从而实现制动功能。
3.相关控制电路：相关控制电路用于对刹车过程进行调节和控制，以满足不同工况下的制动要求。
其中包括刹车时间、刹车力度、刹车方式等参数的设定和调整，以及对刹车电路的监测和保护功能。
当需要进行制动操作时，变频器将通过控制电路发送刹车信号。
控制电路会关闭电机的供电开关，并同时触发刹车电路。
刹车电路将刹车电阻连接到电机回路中，此时，电机的运行过程中产生的反电动势将通过刹车电阻进行耗散。
电机转动的动能将转化为热能，并散发到周围环境中，从而实现制动。
在整个刹车过程中，控制电路将监测电机的转速和电流，以及刹车电路的工作状态。
一旦发现异常情况，如刹车电路开路、刹车电阻过热等，控制电路会立即停止刹车操作，并进行相应的保护措施，从而确保变频器和电机的安全运行。
总之，变频器制动单元通过使用刹车电阻进行动能转化，实现对电机的制动功能。
其工作原理是通过控制电路发出刹车信号，触发刹车电路，使刹车电阻连接到电机回路中，实现电机转速的减速和停止。
同时，控制电路会监测刹车过程中的相关参数，确保操作的安全性和可靠性。
45KW变频器配套用制动单元制动电阻
制动单元要竖直安装在非易燃的坚固固定表面上，即要保证制动单元内部散热片方向是 竖直的，以利空气的自然对流散热。
制动单元在工作过程中会发热，因此安装的制动单元与周围其它部件要空出一定的距离， 视所选配制动单元功率的大小，所空出的距离可以在 150mm－500mm 之间选择。 3.2 45KW 变频器配套用制动单元制动电阻-制动单元与变频器间的接线如下图所示 四 45KW 变频器配套用制动单元制动电阻-制动单元的选型:
产品型号
额定 峰值电 最小
电流
流 阻值
CDBR-2022C CDBR-2030C CDBR-4030C CDBR-4045C CDBR-4055C CDBR-4075C
15A 25A 15A 25A 27A 30A
50A 75A 50A 75A 85A 100A
6.8 10 20 13.6 12.5 10
10）制动方式：能耗式 11）包装：纸箱包装 21）种类：铝壳，波纹 22）设计加工周期：3 个工作日（常规型号现货） 23）售后服务：国家三包 1 年，免费提供技术咨询，技术指导,安装指导 24）产品咨询：（TEL:158 007 23045)
当传动应用中需要电机快速或精确的减速时，为了获得所需的制动转矩，并避免在减速 过程中产生过高的泵升电压影响设备的安全运行，应当使用 CDBR 系列制动单元。CDBR 系列制动单元是采用德国技术生产制造的低成本能耗式制动单元，配合适当的制动电阻后可 以将调速电机在减速过程中所产生的再生电能加以吸收消耗在电阻上，同时获得良好的制动 效果。CDBR 是将电机在调速过程中所产生的再生电能直接消耗在制动电阻上，所需的设备 简单，成本较低。所有的 CDBR 产品，均来自高度可靠的设计和精良的制造技术， CDBR 的每一件产品都能发挥最大的效能。
台达变频器制动单元和外接制动电阻说明书
感^您逗用台蓬VFDB勤力制勃煞隼模瑰。
VFDB制勤单元主要J ffi用於常三相感J8雷械由交流雷檄.11勤器所SIffib在减速停止畤用以吸收由重械例J所回生的能量，藉由VFDB制勤罩元揩此能量以熟能的方式消耗在煞聿霜阻上。
本J⅛品在安装使用前，洋箭羊⅛ff1^^使用手册的^明再暹行施工配⅛1,以免造成檄械或人具的^害。
VFDB勤力制勤煞串模瑰遹用於本公司VFD所有系列的交流甯檄SIi勒器。
VFDB制勤军元需搭配煞率甯阻BR系列，才能彝挥侵巽的制勤特性，B⅛⅛ff1的规格及使用方法^IIg本使用停兑明善。
VFDB制勤罩元规格BR制勤雷阻规格外型尺寸121∙0[4∙76180.013.15]R3.3[R0.13] - 130.015.121IIAIIe111E8710160。
【9寸各部名耦及功能^明各端子使用乐泉彳监基本配^^■富交流邂IgrJ 器有加装直流甯抗器（DCCho 心）畤，其煞隼模瑰之重源输入迪路+（P ）端的配⅛ι方法，可参考交流重usι⅛≡⅛器手册。
■言青勿耨霜源输入J1路・（N ）端，接至重力系统之中性黠。
勤作^明：1 .在安装制勤覃元的Ifi 用中卷了安全的考量，在制勃军元典煞隼雷阻之IW 加装一稹热甯瞬（0.1）；或舆交流甯檄《1勤器前端的甯磁接微器（MC ）作一建^的昊常保2 .加装稹熟甯S?的主要目的是卷了保^煞隼雷阻不因煞隼频繁谩熟而烯毁，或是因输入甯源甯里昊常谩高擎致制勤罩元建女戒簿通烧毁煞隼甯阻。
此畤只有揩交流甯1»勤器的甯源Ii 朗才可避免煞聿雷阻^毁。
3,稹熟甯瞬规格的i1用^参考制勤军元典放甯甯阻遹用一霓表。
4 .制勃军元中的故障输出端子（RC 、RA 、RB ）在散热装置温度高於95℃日寺曾勃作，表示安装的璟境温度可能超谩50℃以上，或是煞隼制β⅛的ED%超谩10ED%；若是此类真的故障言青自行加装凰扇强制囤冷或改善IS 境温度。
若非温度的原因，可能控制甯路受损或温度感测器故障，此H 邦育送雉修。
55KW变频器配套用制动单元制动电阻
Imax＝制动单元动作电压(V)/制动电阻(Ω)
平均制动电流 Iav 则可由下式近似计算得出：
Iav＝Kc×Imax
得出 Iav 和 Imax 后，只要保证所选取制动单元的额定电流和峰值电流均不小于所计算出的
Iav 和 Imax 即可。
规格型号
制动方式 额定电流 峰值电流（20S）
CDBR-4022C
产品型号
额定 峰值电 最小
电流
流 阻值
CDBR-2022C CDBR-2030C CDBR-4030C CDBR-4045C CDBR-4055C CDBR-4075C
15A 25A 15A 25A 27A 30A
50A 75A 50A 75A 85A 100A
6.8 10 20 13.6 12.5 10
机械等均可使用。
-----以上内容转载自网络仅供参考
1）配置制动单元型号：CDBR-4075C 2）适配变频器功率：55KW 3）制动单元品牌：上海民恩 4）额定电流：30A 5）峰值电流：100A 6）最小阻值：10Ω 7）配置制动电阻型号：CMRX-12KW10RJ 8）斩波电压：DC630V DC660V DC690V DC730V DC760V 9）外形及安装尺寸：见表格
CDBR-4110C 50A
6.8
150A
CDBR-4160C
5
70A 200A
CDBR-4220C
3.2
85A 300A
CDBR-4300C
2.5
110A 450A
CDBR-6045C
40
25A 75A
CDBR-6300C
5
110A 450A
斩波电压
DC380V DC630V DC660V DC690V DC730V DC760V
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
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三、制动电路异常的处理
1．电动机刚开机．制动电阻就发烫。
因为刚开机时，直流电路的电压不会偏高，制动电阻不应该通电，也不会发热。出现这种情况应认定是制动单元已经损坏，可能内部的IGBT管已经击穿，或者控制电路异常，使IGBT管误导通了。
二、制动电阻的阻值和容量
准确计算制动电阻值的方法比较麻烦，必要性也不大。作为一种选配件，各变频器的制造商推荐的制动电阻规格也不是很严格，而为了减少制动电阻的规格挡次，常常对若干种相邻容量规格的电动机推荐相同阻值的制动电阻。取值范围如下：
的门槛电压，V：
由式(2)计算出的制动电阻功率值是假定其持续工作时的值，但实际情况绝非如此，因为制动电阻只有变频器和电动机在停机或制动时才进入工作状态．而有的电动机甚至连续多天运行都不停机．即便是制动较频繁的电动机，它也是间断工作的，因此，式(2)计算出的结果应进行适当修正，根据电动机制动的频繁程度。修正系数可在~之间选择。制动频繁，或电动机功率较大时．取值大些，很少制动．或电动机功率较小时。取值小些。
IGBT管是一种新型半导体元件，它兼有场效应管输入阻抗高、驱动电流小和双极性晶体管增益高、工作电流大和工作电压高的优点．在变频器中被普遍使用，除了制动电路外，其逆变电路中的开关管也几乎清一色地选用IGBT管。
图1中的电阻R是限流电阻，可以限制开机瞬间电容器C较大的充电涌流。适当延时后，交流接触器KM触点接通．将电阻R短路。有的变频器在这里使用一只晶闸管，作用与此类似。
2．制动单元出现故障损坏．采购配件需要时日．为了尽量减少停产损失．可采取一些应急措施：
制动单元是制动电阻的控制开关，制动单元损坏后，可临时用一只三相交流接触器代替。变频器直流电路的电压约为电源电压的、√3倍，即、√3×380v=658V，从承受电压和灭弧的角度考虑，应将接触器的三个主触点串联起来，控制动电阻的接入与否。接触器线圈的通电，可由下述方法之一控制：1)对于一般生产机械，或频繁启动、制动的生产设备，由停机按钮通过中间继电器进行控制，这样，每当生产设备停机时，制动电阻就处于放电状态；2)对于起重机械，可由控制吊钩下行的接触器的辅助接点进行控制，这样，每次吊钩向下运行时，制动电阻同样处于放电状态。
变频器的制动电阻与制动单元
变频器的制动电阻与制动单元
杨德印
变频器在运行中有时频繁启动和制动，有时拖动具有位能的负载(例如起重机械在降落时制动)，这将导致直流电路的电压UD增高．从而产生过电压，因此必须配接制动电阻，将滤波电容器C上多余的电荷释放掉。
一、制动电路作原理
如图1所示。图中DR是制动电阻，V是制动单元。制动单元是一个控制开关，当直流电路的电压UD增高到一定限值时，开关接通，将制动电阻并联到电容器C两端，泄放电容器上存储的过多电荷。其控制原理如图2虚线框内电路所示。电压比较器的反向输入端接一个稳定的基准电压．而正向输入端则通过电阻R1和R2对直流电路电压UD取样，当UD数值超过一定限值时．正向端电压超过反向端，电压比较器的输出端为高。经驱动电路使IGBT管导通，制动电阻开始放电。当UD电压数值在正常范围时，IGBT管截止，制动电阻退出工作。