变频器制动单元和制动电阻的计算

变频器制动单元和制动电阻的计算——张 峰
变频器制动单元和制动电阻的计算
湛江港中海集装箱码头有限公司 张 峰
摘 要：着重对变频器驱动三相交流电动机带大位能负载下放时，变频器电气制动动态过程进行分析，依据
制动转矩和制动过程时间的要求，合理计算制动单元和制动电阻，并对轮胎式集装箱门式起重机(RTG)的起升变
频器制动单元和制动电阻进行校验，以获得理想的快速制动特性。
关键词：变频器；电气制动；制动单元和电阻的计算；起重机
Abstract：This paper：mainly analyses thedynamic brakingprocess of inverterdriVen induction motor，which holds
the18rge inertia loadsfor decelera“ng． According8s aseries way ofdynamjc brakingcalculation，calculates some value of
DB resi8torandbraking unit． These general wayof dynamicbrakingcalculationcanbeused theinverterofRTGhoistmotor
fbrbraking applica“ons to bring large inertia loads to a quick stop． In practice obtainsthe bettereffect．
KeywOrd： inverter；dyn8mic braking；brakingunit and DB resistor calculation；crane
变频器已广泛应用在三相交流电动机调速控制 会使直流母线电压过高，变频器发出过压故障(OV)
中，制动单元和能耗电阻作为其附属设备起相当重 报警‘2|。
要的作用，特别是针对大位能负载(如起重机、升降 制动单元的作用是电平检测和斩波，其结构见
机)下放时的平稳、快速制动要求，合理地选择、计 图2。当检测到的电压高于设定值时，打开制动电
算制动单元容量和制动电阻值尤为关键。 阻回路，让电阻消耗部分电能，释放的电功率取决于
制动单元的容量和电阻值。
1 变频器电气制动过程分析
以Yaskawa VS616一G5系列变频器为例进行分
析，见图l。
图2利动单兀的结构
变频器内部减速时间设定值(C1—02参
鬈霎篇震篡淼鬻嚣萎萎
数)…，即最高速减至零速的时间，是衡量制动过程
图-一…意图
变频器在带大位能负载高速下放时，从高速减 制动单元容量大，能耗电阻值小。
至零速。从机械特性上分析，电动机产生与转速方
2 制动单元和电阻的计算方法
向相反的大于负载的制动转距，以保证负载在下降
过程中减速，电动机工作在第1V象限…；从能量角 以下为Yaskawa变频器附带制动单元和电阻的
度分析，电动机处于发电状态，大量机械动能和重力 计算方法…。
位能转化为电能，除部分消耗在电动机内部铜损和 1)计算最大制动转矩肘。…
铁损外，大部分电能经逆变器反馈至直流母线，使 ．，．．(n．一凡，)
直流母线电压升高。普通变频器没有向电网逆变的 朋‰x 2—百1瓦■一一朋-刊， (1’
功能，往往需要靠制动单元控制，将过量的电能消耗 式中：n。为开始减速时的转速；n：为减速结束时的
在制动电阻上。如果电能在短时间内不能释放，就 转速；．，。为折算到转子轴上的转动惯量；Mh。为负
万方数据港口装卸2004年第3期(总第155期)
载转矩(电动状态为正，发电状态为负)；t。为预计 增加制动单元至6组后，减速时间也只能整定在
减速时间。 8 s，仍不能实现快速制动，并且由于减速时间过长，
2)计算最大制动功率P。… 没有充足的电气制动，完全靠机械制动器制动，加速
‰=塾‰型， 刹车皮磨损，制动轮发热也相当严重。
(2)
按上述方法进行校验：电机额定转矩M舶。=
3)计算电气制动功率P。。 581 Nm，最大转矩为2．5 MrMo。，传动比f_69．2，折
P。l=叩G。。，PB。。。一矗P，M。， (3) 算到电机轴上的转动惯量乩=20 kgm2，负载转矩
式中：P。。为回馈到直流母线的电功率；田。。。，为机械效 ^，l。“=539 Nm，nJ=1015 I．／min(35 Hz)，n2=0，
，玎。。。。==：掣—-肘，。。。
率；P舳。为电动机额定功率；|j}为电动机内部损耗预 预计减速时间￡。=3 s，则
估系数，表1为其经验值。
表1七的经验值
电机功率／kw 系数^ 一兰Q兰!!Q!至=Q2
— +539
9．55×3
1．5以下 O．25
2．2～4 O．20 =1 247(Nm)=2．1 MrMo。，
5．5一11 0．15
15～45 0．08
45以上 0．05 ：堕寰县坐：132( 一、kw)， ～
9 550
机械损耗可忽略，即认为机械效率叼。…等于1，
P。l=叩G。。，PB…一七P，M
使电气制动功率留有裕量。 ol
=1×132—0．05×90：128(kW)，
4)计算制动电阻值尺。
吣甓=筹_3．4(n)。
，，2
月。≤孑， (4)
』el 6个制动单元并联，每个单元要求的电阻值为
式中：u。为直流母线电压基准值，由变频器内部参
3．4×6=20．4 n。
数E1一Ol确定。对应的电压值见表2。所选择的
实际选择每单元带16 Q、22 kW的制动电阻，
电阻值不应高于计算值。同时，制动单元设定(跳
变频器减速时间调至3 s，整个制动过程快速平稳，
线)值也保持与变频器设定值一致。
制动器几乎在零速时抱闸，没有刹车冲击。
表2【，B值
4 结语
针对大位能负载下放制动过程，特别是在要求
减速时间短、快速制动的场合，按照使用说明书推荐
的值不一定能获得理想的效果。实践证明，按上述
计算方法对制动单元和电阻进行校验十分必要，效
3 应用实例
果很好。
湛江港中海集装箱公司1台改造的RTG，起升
参考文献
机构采用Yaskawa VS616一G5A4110变频器控制，
电机为YzP280M一4，功率为90 kw，额定起重量为 1吴忠智，吴加林．变频器应用手册，第2版．北京：机械
30．5 t，起升速度为空载23 m／min(70 Hz)、重载12 工业出版社，2002
m／min(35 Hz)。为保证其有较好的控制特性，且低 2 日本株式会社．安川电机VARlsPEED一616e5使用说明
书，1998
速时有大的输出转矩，采用速度反馈。
3 Yaskaw8． Dynamic Braking Calculation．200l
起初采用3组CDBR一4045制动单元并联，每
单元带32 Q、16 kw，运行在重载下放时变频器频 张峰：524027，广东省湛江市友谊路l号
频报OV故障，检出的瞬时回馈功率超过120 kW。 收稿日期：2004一04一14
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万方数据变频器制动单元和制动电阻的计算
作者： 张峰

您好，关于变频器制动单元和制动电阻的计算，这是一个涉及到电气工程中能量转换和控制的问题。在变频器停止或减速时，电机通常会产生反向电动势，如果不进行适当处理，可能会导致电网电压波动或者设备损坏。为此，变频器会配备制动单元和制动电阻。 1. 制动单元：它通常是能耗制动或回馈制动的形式，用于将电机的动能转化为热量，消耗掉。常见的制动单元有电磁抱闸、电容储能制动或再生制动（将能量反馈回电网）。制动单元的选择和配置需要考虑电机功率、制动需求以及电网容量等因素。 2. 制动电阻：当使用回馈制动时，如果没有外部电阻来消耗这些能量，电网可能会过载。制动电阻就是用来吸收这部分能量，防止电网电压过高。计算制动电阻的大小通常基于电机的额定电流、制动时的回馈电流以及所需的电阻值（如欧姆定律I=V/R）。 为了准确计算，您可能需要提供以下信息： - 变频器的规格（电机功率、额定电流等） - 制动时的速度或转速 - 您希望采用的制动方式（回馈制动还是能耗制动） 如果您能提供这些详细信息，我可以帮助您计算出所需的制动单元和制动电阻的具体参数。