正确选型制动单元和制动电阻
安川制动单元,电阻选择
② 非反复减速
发行日：2000.04.05 变更履历：<1>2002.05.10
ts（秒）
10/21
安川通用变频器 技术资料
资料分类 驱动装置的选择基础 标 题 制动单元，制动电阻器的选择
（ａ）制动三极管的过载耐受量
机种 GN 特定选择
股份公司 安川电机 变频器事业部
资料编号 C-C-04-GN-04
制动转矩的算出 ＴB
制动电阻器的计算 ＲB
消费电力的计算
电阻器功率的增加率 ｍ
电阻器选择 （额定功率，电阻值）
kW Ω （ W Ω S× P）
・加大变频器容量 ・并列制动单元
制动单元 （制动三极管）Ｉ B 计算
NO
制动电阻器 单元
制动单元 2
制动单元 1
散热瓦过热接点（热敏开关 接点）
散热瓦过热接点（热敏开关 接点）
制动单元 制动电阻器单元注（3）
发行日：2000.04.05 变更履历：<1>2002.05.10
1 200V 的场合控制回路不需要三极管。 2 使用 2 台以上制动器的场合，请按照以下要领
选择接线和接触器。制动单元的场合，有 MASTER/SLAVE 的选择接 触器。只有制动单元 1 选择 MASTER 一侧，其他 单元请选择 SLAVE 一侧。 3 使用制动电阻器单元时，请将减速中失速防止功能 选择设定变更为“无效”（L3-04=0）。在没有变更 的状态下使用时，在设定的减速时间有可能停止不 下来。 4 内藏制动三极管的机种连接另置型制动单元 （CDBR 型）的场合，请将变频器 B1 端子和另 置型制动单元的正极，变频器的负极和另置型负极 进行连接。这种场合不使用 B2 端子。
正确选型制动单元和制动电阻
精心整理
正确选型制动单元和制动电阻
1、变频器能耗制动工作原理
在同一个电力拖动系统中,当电机转速高于变频器输出频率所对应的同步转速时,处于发电状态的电动机及负载的惯性能量将反馈到变频器中
(这种情况一般发生在电机被拖着走的时候,如起重机重物下降)。
但通用变频器大多没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能，
因此所有变频器从电机吸收的能量都会保存在电解电容中，最终导致变频器中的直流母线电压因电容充电升高。
如处理不当，变频器就会报警停机。
制动电2PE PW GM 最大下降重量单位：牛
VM 最快下降速度单位：米/秒
η电机和变频器的内耗功率系数，一般为20%
计算出制动功率PW 后再计算制动电阻阻抗。
R<U dc 2/PW
其中：
U dc 在制动过程中，电阻两端的电压，例如：
1.35·1.2·415VDC(当输入电压是380—415VDC)，
1.35·1.2·500VDC(当输入电压是440—500VDC)，或
1.35·1.2·690VDC(当输入电压是525—690VDC)。
精心整理
R电阻器阻抗（欧姆）
再参照厂家提供的手册（如下表）配置相应的制动单元和制动电阻，选择合适的阻值，通过公式计
/R以及制动电阻的功率
算通过制动电阻的直流电流Imax=U
dc
P=I2*R,为了保证制动电阻的使用寿命选型时对制动电阻额定电流要适当放大为1.5*Imax。
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。
制动电阻的选型计算
制动电阻的选型：动作电压710V1) 电阻功率（千瓦）=电机千瓦数*(10%--50%)，1) 制动电阻值（欧姆）粗略算法：R=U/2I~U/I 在我国，直流回路电压计算如下：U=380*1.414*1.1V=600V 其中，R：电阻阻值U：直流母线放电电压，I：电机额定电流2) 最小容许电阻(欧姆)：max(驱动器technical data中要求，放电电压/额定电流)，制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩=（(电机转动惯量+电机负载测折算到电机测的转动惯量）*（制动前速度-制动后速度））/375*减速时间-负载转矩一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；B、接着计算制动电阻的阻值=制动元件动作电压值的平方/（0.1047*(制动转矩-20%电机额定转矩）*制动前电机转速）在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：制动电流瞬间值=制动单元直流母线电压值/制动电阻值D、最后计算制动电阻的标称功率由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
制动电阻计算方法:制动力矩制动电阻92% R=780/电动机KW100% R=700/电动机KW110% R=650/电动机KW120% R=600/电动机KW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.电阻功率计算方法:制动性质电阻功率一般负荷 W(Kw)=电阻KWΧ10℅频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)=电阻KWΧ15℅长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw)=电阻KWΧ20℅欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
制动电阻选型
5.2 工作状态 制动单元面板上有两个指示灯和两位数码管用来显示工作状态。
CONVO
POWER BRAKE
INVERTER SERIES
BRAKE UNIT
POWER : 电源指示灯 BRAKE : 制动状态指示灯
制动单元有三种工作状态：监控状态、制动状态、故障状态。通过 显示面板上的两位数码管来体现。 1) 监控状态：
功能概述：本制动单元是变频器的配套附件设备，当变频器拖动适 配电机减速运行时，电动机轴上的机械能通过电机转换为电能回馈到变 频器的 DC 母线端，通过制动单元控制制动电阻来消耗电机再生能量， 既可以抑制 DC保电 机在设定的时间内快速停车。
1 注意事项:
制动单元的正常显示状态，表明制动单元处于正常的待机状态，没 有故障也没有制动动作。
该状态下，两位数码管显示当前直流母线电压的等级,并据此推算 交流输入电压，当变频器工作在非降频的稳定状态时，可用作设置制动 起始电压的依据(见表 3)。这种依据只有在变频器的直流侧电压稳定时
才有效，并且当变频器的供电电网电压波动较大时，应该选择较高的制 动起始电压。 表3
具体内容参见附录 1：制动电阻及制动电阻使用率的选定。
3 安装
3.1 安装环境要求 (1) 有通风口或换气装置的室内场所（采用壁挂式）。 (2) 环境温度-10℃~40℃。 (3) 尽量避免高温多湿场所，湿度小于 90%，且无积霜。 (4) 避免阳光直晒。 (5) 远离易燃、易爆和腐蚀性气体、液体。 (6) 无灰尘、飘浮性的纤维及金属微粒。 (7) 安装平面坚固、无振动。 (8) 远离电磁干扰源。
为确保您的人身及设备的安全，在使用本产品前，请您务必阅读本 章内容，并在以后的搬运、安装、运行、调试与检修过程中遵照执行。
制动单元和制动电阻的选型方案
制动单元和制动电阻旳选型方案所示为变频器调速系统旳二种运行状态，即电动和发电。
在变频调速系统中，电机旳降速和停机是通过逐渐减小频率来实现旳，在频率减小旳瞬间，电机旳同步转速随之下降，而由于机械惯性旳原因，电机旳转子转速未变。
当同步转速w1不不小于转子转速w时，转子电流旳相位几乎变化了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同步，电机轴上旳转矩变成了制动转矩Te，使电机旳转速迅速下降，电机处在再生制动状态。
电机再生旳电能P经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。
由于直流电路旳电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器自身旳电容吸取，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间旳电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压Ud升高。
过高旳直流电压将使各部分器件受到损害。
因此，对于负载处在发电制动状态中必须采用必需旳措施处理这部分再生能量。
本文论述旳就是处理再生能量旳措施：能耗制动和回馈制动。
2 能耗制动旳工作方式能耗制动采用旳措施是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动（如图二所示）。
这是一种处理再生能量旳最直接旳措施，它是将再生能量通过专门旳能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。
2.1 制动单元制动单元旳功能是当直流回路旳电压Ud超过规定旳限值时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。
制动单元可分内置式和外置式二种，前者是合用于小功率旳通用变频器，后者则是合用于大功率变频器或是对制动有特殊规定旳工况中。
从原理上讲，两者并无区别，都是作为接通制动电阻旳“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
2.2 制动电阻制动电阻是用于将电机旳再生能量以热能方式消耗旳载体，它包括电阻阻值和功率容量两个重要旳参数。
一般在工程上选用较多旳是波纹电阻和铝合金电阻两种：前者采用表面立式波纹有助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；后者电阻器耐气候性、耐震动性，优于老式瓷骨架电阻器，广泛应用于高规定恶劣工控环境使用，易紧密安装、易附加散热器，外型美观。
制动电阻选型
30KW CDBR4045 16.5Ω 10KW 150
37KW CDBR4030*2 13Ω 15KW 150
45KW CDBR4030*2 10.8Ω 20KW 150
55KW CDBR4045*2 9Ω 20KW 150
75KW CDBR4045*2 6.6Ω 30KW 150
160KW CDBR4220 4.2Ω 40KW 110
185KW CDBR4220 3.6Ω 45KW 110
200KW CDBR4220 3.3Ω 50KW 110
220KW CDBR4220 3Ω 55KW 110
250KW CDBR4220*2 2.6Ω 60KW 110
280KW CDBR4220*2 2.3Ω 70KW 110
220KW CDBR4220*2 2.25Ω 100KW 150
250KW CDBR4220*2 1.95Ω 120KW 150
280KW CDBR4220*2 1.75Ω 120KW 150
315KW CDBR4220*2 1.55Ω 140KW 150
400KW CDBR4220*3 1.2150KW 190
400KW CDBR4220*3 0.95Ω 200KW 190
第二种情况：是典型的位能性负载，在起重和电梯等工况下。并且运行周期在2min以内的工作情况的选配。这种选配也是我们经常用到的1/2配制。这配制的制动功率会比前一个工况的小。所以，K的系数会取大一点，这时候为1.5。
变频器 功 率 制 动 单 元 电 阻 阻 值 电阻功率 (周期为120S) 平 均 制 动 转 矩 %
37KW变频器配套用制动单元制动电阻
开卷和卷取/离心机 Kc=50-60% / Kc=5-20%
下放高度超过 100 米的吊车
Kc=20-40%
偶然制动的负载/其他 Kc=5% / Kc=10%
然后确定系统最大制动电流 Imax 和平均制动电流 Iav。
最大电流应为在保证系统能正常工作、负载获得足够制动转矩时流过制动单元的制动电流。
当制动电阻已经正确的选定后，该电流可以下列公式计算得出：
三 37KW 变频器配套用制动单元制动电阻-电气安装： 3.1 37KW 变频器配套用制动单元制动电阻-安装方式
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 37KW 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 37KW 变频器配套用制动单元制动电阻-制动单元的选型:
P2 370 250 190 355 210 16-36
一.37KW 变频器配套用制动单元制动电阻-能耗动单元的特点： 1.重载型 CDBR 系列 2.电压、功率范围：220V-690V；15KW-400KW;（内置散热风扇） 3.应用性：适用于各种进口、国产低压变频器（三相异步、永磁同步电机）。 4.安全性：采用先进的电力电子技术和高性能的 IGBT 作为开关器件，电压自动跟踪，品
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正确选型制动单元和制动电阻
1、变频器能耗制动工作原理
在同一个电力拖动系统中,当电机转速高于变频器输出频率所对应的同步转速时,处于发电状态的电动机及负载的惯性能量将反馈到变频器中
(这种情况一般发生在电机被拖着走的时候,如起重机重物下降)。
但通用变频器大多没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能，
因此所有变频器从电机吸收的能量都会保存在电解电容中，最终导致变频器中的直流母线电压因电容充电升高。
如处理不当，变频器就会报警停机。
对于通用变频器通常采用的方法是为变频器配备制动单元和制动电阻，制动单元通过电平检测确定直流母线电压Ud是否超过规定的限值时（如660V或710V），如过压就可以通过短时间接通电阻，使电能以热能方式消耗掉。
所以准确地计算制动功率、制动电阻阻值和功率容量等参数，对于变频器的正常工作是至关重要的。
2、起重变频器制动功率的简便计算
对于制动功率的计算通常是采用计算制动转矩的方法，但针对于起重变频器的制动功率的计算此方法不太适用且计算太复杂。
国内外的变频器厂家也没有针对起重变频器制动功率给出方便的计算方法，如果仅依据其选型手册按一般停车工况进行选型，
通常不能正常使用。
如安川G7系列45KW变频器，如按手册选型最大选择制动单元为CDBR-4045B 1台，制动功率9.6KW,如果此变频器用于提升机构，
制动功率就会差的太多而无法工作。
ABB变频器制动单元选型手册也都是针对停车工况选型的计算，无法完成在起重领域应用时的选型。
对于起重变频器停车工况所需的制动功率容量较小，
而重物下降时所需的制动功率容量较大，故选型时应满足最大下降重量、最大下降行程、最快下降速度的要求。
在起重机重荷下降时电动机作为发电机产生电能，而电动机的驱动是来自于重物的势能，根据能量守恒定律，
产生的电能应等于重物势能的释放，又等于电阻的热能耗（在不考虑功率损耗）。
所以只需计算重物势能产生的功率就是所需的制动功率。
对于下降物体势能产生的功率很容易计算。
PE = GM ╳ VM
PW = PE ╳ （1-η）
PE 下降势能产生的功率单位：瓦
PW 制动功率单位：瓦
GM 最大下降重量单位：牛
VM 最快下降速度单位：米/秒
η 电机和变频器的内耗功率系数，一般为20%
计算出制动功率PW后再计算制动电阻阻抗。
R < U dc2/PW
其中：
在制动过程中，电阻两端的电压，例如：
U
dc
1.35·1.2·415 VDC(当输入电压是380—415VDC)，
1.35·1.2·500 VDC(当输入电压是440—500VDC)，或
1.35·1.2·690 VDC(当输入电压是525—690VDC)。
R 电阻器阻抗（欧姆）
再参照厂家提供的手册（如下表）配置相应的制动单元和制动电阻，选择合适的
/R 以及制动电阻的阻值，通过公式计算通过制动电阻的直流电流 Imax= U
dc
功率
P=I2*R ,为了保证制动电阻的使用寿命选型时对制动电阻额定电流要适当放大为1.5*Imax。