变频器制动电阻介绍及计算方法
变频器制动电阻选择和计算方法.ppt
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Rdb1 = the maximum allowable value for the dynamic brake resistor
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Step 4 - Choose the Correct DB Module
• Generally, a dynamic brake can be used whenever regenerative energy is dissipated on an occasional or periodic basis.
• If the drive will consistently be regenerating, serious consideration should be given to returning the power to the AC utility.
– This will determine the maximum allowable resistance value of the DB resistor.
• Calculate the average power dissipation
– This will determine the average power dissipation capacity needed in the DB resistor.
计算制动电阻的方法及对比分析
计算制动电阻的方法及对比分析李海滨（安阳钢铁股份有限公司焦化厂机动车间，河南安阳455000）摘要介绍了计算变频器制动电阻的三种方法，并进行了对比和分析。
关键字变频器；制动电阻；减速0引言变频器的制动电阻是用于将电动机产生的再生能量以热能方式消耗的载体，电机减速时，如果变频器的输出频率对应的转速小于电机的实际转速，那么电动机将工作在发电状态，向变频器直流部分的电容充电，当电压高于阀值电压，制动回路将被接通，电流通过制动电阻放电产生热量，达到消耗再生能量的目的。
选择使用制动电阻需要考虑电阻阻值和电阻功率容量两个参数，变频器厂家推荐的制动电阻的参数仅满足一般情况，不能满足特殊工况条件下的应用要求。
另外变频器厂家为了减少制动电阻的档次，经常对若干不同容量的电动机提供相同的制动电阻，使制动电阻的选择不够准确，且相对保守。
本文介绍了三种计算制动电阻两个参数的方法，并对此进行分析比较。
1通过转动惯量确定制动电阻1）计算制动力矩。
制动力矩为2通过修正系数确定制动电阻在电机转速下降率基本恒定的情况下，使得制动转矩和电机的额定转矩相等就足以满足大多数场合的制动要求。
考虑到转动惯量较大且制动较快的负载，所需制动转矩也不会超过2TM，因此制动转矩的取值范围为制动电阻消耗的功率由公式（6）得出。
对于不同的负载、不同的工艺要求，制动电阻接入制动电路的时间也不一样，很多情况下，制动电阻还未达到额定温升就被切除，因此，没有必要按照制动电阻的实际额定功率来选择。
根据不同的情况适当进行修正2.1不经常减速的负载许多负载不经常减速，两次减速的时间间隔比较长，制动电阻在减速期间产生的热量有足够的时间散去，每次消耗在制动电阻的电功率很难达到其额定功率，所以此类负载修正系数姿比较低，可根据表1进行选择。
2.2经常加减速的负载对于经常需要加减速的负载，制动电阻在减速期间产生的热量在下一个减速周期来临前不能够散尽，有一定的剩余，所以会对下一个减速周期产生的热量进行累加。
变频器刹车电阻参数设置
变频器刹车电阻参数设置简介变频器是一种常用的电力调速设备，用于控制电机的运行速度和输出功率。
在电机运行过程中，刹车电阻是必不可少的一个组成部分。
刹车电阻的参数设置对于电机的制动效果和安全性非常重要。
本文将介绍变频器刹车电阻参数设置的相关知识和注意事项。
刹车电阻参数的含义刹车电阻参数包括电阻值（单位为欧姆）、额定功率（单位为瓦特）和额定电流（单位为安培）。
这些参数决定了刹车电阻的能耗和热功率。
合理设置这些参数可以保证刹车电阻的正常工作，避免超负荷运行或过热现象的发生。
刹车电阻参数的设置方法刹车电阻参数的设置应根据实际应用需求和电机性能来确定。
以下是一些常见的设置方法：1.参考电机性能：首先要了解电机的额定功率和额定电流。
一般情况下，刹车电阻的额定功率应大于电机的额定功率，刹车电阻的额定电流应大于电机的额定电流。
这样可以确保刹车电阻在制动过程中能够承受电机产生的能量。
2.考虑制动时间：刹车电阻的参数设置还应考虑到制动时间。
制动时间越长，刹车电阻的能耗越大，刹车电阻的额定功率和额定电流也要相应增加。
一般来说，制动时间较短的应用可以选择额定功率和额定电流较小的刹车电阻。
3.过载保护：刹车电阻还可以用于过载保护。
在电机超载时，刹车电阻可以吸收多余的能量，保护电机不被损坏。
因此，在设置刹车电阻的参数时，还应考虑到电机的过载能力和保护需求。
注意事项在设置变频器刹车电阻参数时，还需要注意以下几个方面：1.温度上升：刹车电阻在工作过程中会产生大量的热量，因此需要考虑刹车电阻的散热条件。
如果刹车电阻长时间超负荷运行或散热不良，可能会引发电阻高温报警或甚至损坏刹车电阻。
2.外部环境：环境温度、湿度和灰尘等因素会影响刹车电阻的工作效果和寿命。
尽量选择符合环境要求的刹车电阻，并保持刹车电阻周围清洁。
3.制动效果：刹车电阻的参数设置也会影响制动效果。
如果刹车电阻的额定功率和额定电流过小，可能导致制动不力；如果过大，则可能导致刹车电阻过热或烧毁。
制动电阻的计算
制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩一般情况下，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：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%2.6 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。
制动力矩计算要有足够的制动力矩才能产生需要的制动效果，制动力矩太小，变频器仍然会过电压跳闸。
制动力矩越大，制动能力越强，制动性能约好。
但是制动力矩要求越大，设备投资也会越大。
制动力矩精确计算困难，一般进行估算就能满足要求。
按100%制动力矩设计，可以满足90%以上的负载。
对电梯，提升机，吊车，按100%开卷和卷起设备，按120%计算离心机100%需要急速停车的大惯性负载，可能需要120%的制动力矩普通惯性负载80%在极端的情况下，制动力矩可以设计为150%，此时对制动单元和制动电阻都必须仔细合算，因为此时设备可能工作在极限状态，计算错误可能导致损坏变频器本身。
超过150%的力矩是没有必要的，因为超过了这个数值，变频器本身也到了极限，没有增大的余地了。
电阻制动单元的制动电流计算（按100%制动力矩计算）制动电流是指流过制动单元和制动电阻的直流电流。
380V标准交流电机：P――――电机功率P(kW)k――――回馈时的机械能转换效率，一般k＝0.7（绝大部分场合适用）V――――制动单元直流工作点（680V-710V，一般取700V）I――――制动电流，单位为安培计算基准：电机再生电能必须完全被电阻吸收电机再生电能（瓦）＝1000×P×k＝电阻吸收功率（V×I）计算得到I=P。
变频器制动电阻选型
制动力矩×制动电阻 = 制动单元动作电压值/电动机的额定功率92%×R = 780/电动机KW 100% R=700/电动机KW 110% R=650/电动机KW 120% R=600/电动机KW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℅常用制动电阻选配表(10ED,100%制动力矩)（仅适用于380V变频器选配制动电阻时参考)电机功率(kW)电阻值(Ω) 电阻功率（kW）制动力矩(%)7.5kW 100Ω 7kW 100% 11kW 70Ω 1kW 100% 15kW 47Ω 1.5kW 100% 18.5kW 38Ω 2kW 100% 22 kW 32Ω 2.2kW 100% 30kW 23Ω 3kW 100% 37kW 19Ω 3.7kW 100% 45kW 16Ω 4.5kW 100% 55k W 13Ω 5.5kW 100% 75kW 9Ω 7.5kW 100% 90kW 7.5Ω 9kW 100% 110kW 6Ω 11kW 100% 150kW 4Ω 15kW 100% 165-187kW 3.5Ω 20kW 100% 200-220kW 3Ω 25kW 100% 250-300 kW2.5Ω30kW100%制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数×制动期间平均消耗功率×制动使用率% 在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。
交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。
4、5号连铸机的拉矫机为五辊双机架三驱动，上拉坯辊、下拉坯辊、矫直辊由三台同型号电机共同驱动，完成引锭杆的上下传送运行和连铸坯牵引，三台电机必须保持同步，与一般的同步要求不同的是要保证三个辊面的线速度相同，而不是三台电机的转速相同，以避免出现负载分配不均引起母线过压、欠压、过载故障。
变频器制动电阻的作用
变频器制动电阻的作用当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。
我现在用的是一个mm440的变频器，外界了一个制动电阻，我不知道设置那个参数可以切换到制动电阻制动，即制动电阻起作用！问题补充：我是想知道设置那个参数，可以让我的变频器在需要时起作用。
还是默认的参数就可以啊？要想使制动电阻工作，要满足以下几个条件：1、直流制动没有使能。
P1230=0默认，P1233=0默认。
2、复合制动没有使能。
P1236=0默认。
3、动力制动必须使能。
也就是P1237>0。
例如P1237=4(50%) 4、不使用最大直流电压控制器，P1240=0或2。
主要是减速出现过压，首先最大电压控制器工作，制动电阻还没到门限，不会工作。
通过以上设置，(如果你是380V 设定)制动电阻在默认直流电压达到或超过605V时动作。
变频器带负载直接断电对变频器有什么不良影响吗？这样的话是不是制动电阻就不起作用了。
原则上是没有影响的。
但如果频繁的上电，电容的充电电阻就会频繁的受到冲击，网侧整流如果结构是带晶闸管软上电的问题就不大了。
但不管什么结构，上电的冲击都是有的（主回路，控制回路等）。
第二个问题，有点复杂，要定量分析。
有的变频器是有网侧电源判断电路的，当网侧电源断电后，变频器会开始自由停车（或并且给出报警信号）。
有的是根据直流总线电压来推断的，控制电压也来自于直流总线，如果网侧断电前变频器已经开始减速停车，且负载有足够的转动惯量，已经开始把能量回馈给变频器，就会在断电后仍然有足够的直流总线电压，控制电源仍然存在，制动回路仍然会工作（适用再生制动，注意，直流制动是没有能力回馈的），把负载的能力回馈到制动电阻上，当回馈的能量不足以保持直流总线电压时，控制回路掉电，变频器进入自由停车状态。
制动电阻的制动功率与制动周期计算方式
制动电阻的制动功率与制动周期计算方式
制动电阻的制动周期的计算有时候很容易混乱，实际上，5%制动周期就意味着制动电阻可以在12秒钟内消耗100%的功率，然后需要冷却228 秒钟。
当然如果制动电阻的制动时间小于12秒钟，或者消耗的功率低于100%是另外一种情况，变频器会计算制动电阻的i2t。
如果制动周期大于5%，440允许设置较高的制动周期，但实际上很难精确地计算出制动的情况。
比如说，一台变频器每分钟制动 5 秒钟，制动电阻制动功率50%。
在这种情况下，一般建议选择比理论计算稍大一些的制动电阻，同时在参数P1237中相应地设置高一些的制动周期。
假设一台7.5kW 变频器，需要每分钟制动5次，每次2秒钟，制动功率50%。
每分钟制动5次，每次2秒钟就相当于240秒钟内制动40秒钟，而50%的制动功率折算到时间上就是20秒钟。
于是可以这样计算制动周期：20/240，所以折算后的制动电阻制动功率为625w，于是选择750w的不锈钢制动电阻，同时在P1237中设置制动周期为10%。
制动电阻计算流程
1-21. 选型1-2 制动电阻及制动单元的选型⑤制动电阻的选择流程知道系统的转动惯量？（下一页）(接上页)（下一页）⑤制动电阻的选择流程1. 选型1-2 制动电阻及制动单元的选型1. 选型1-2 制动电阻及制动单元的选型⑤制动电阻的选择流程(接上页)⑥选型公式再生发电运行（负载拖动电机）电动运行（电机拖动负载运行）停止减速匀速加速停止减速匀速加速t8t7t6t5t4t3t2t1电梯运行时电机的速度、功率、转矩时序图T B ：最大制动转矩（N •m）P Bmax ：最大制动功率（kW）Teq ：等价通电时间（SeC）P Bave ：中最大的一个：此例是P B2负载时间率：等价模型：电阻消耗功率2L 71ηT t 60N 2π⋅−⋅⋅∑⋅=J 31M B 10N 60)0.2T (T 2−⋅⋅−=πBave7B36B25B1P t P 21t P t P 21+⋅+⋅=B3B2B1P 21,P ,P 21P Bave Teq = t BPT100TTeq %ED×=77⑥选型公式1. 选型1-2 制动电阻及制动单元的选型■按照变频器和电机的功率比约为1：1计算制动电阻的计算步骤：1、计算最大制动转矩（由于计算制动转矩需要知道电机的转动惯量，一般电机铭牌上不会标明，我们假定变频器的输出转矩的150％作为最大制动转矩计算）2、计算最大制动功率P B max （根据最大制动转矩计算最大制动功率）3、计算等价通电时间（根据时序图中各个时间段：加速下降、恒速下降、减速下降的制动时间和制动功率计算）4、计算平均制动功率（计算这三个时间段的平均制动功率）5、计算负载时间率％ED （等价通电时间和整个运行周期的比）6、按照公式计算制动电阻的阻值和功率7、按照制动电阻的阻值和制动单元可连接最小阻值比较选定制动单元8、所选制动单元和制动电阻的校验1. 选型⑥选型公式1-2 制动电阻及制动单元的选型。
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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。
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电路工作时，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7.5KW的电机作为例来说明，7.5KW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。