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台達變頻器製動電阻設計

中達電通股份有限公司
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  要:變頻器的應用越來越廣泛,台達變頻器依靠自己強大的OEM能neng力li和he持chi續xu不bu斷duan的de研yan發fa能neng力li其qi市shi場chang規gui模mo越yue來lai越yue壯zhuang大da。變bian頻pin器qi配pei件jian的de選xuan擇ze對dui於yu用yong戶hu前qian期qi的de設she計ji選xuan型xing有you至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong,本ben文wen主zhu要yao介jie紹shao了le台tai達da變bian頻pin器qi的de製zhi動dong電dian阻zu選xuan擇ze基ji本ben原yuan則ze和he方fang法fa。
關鍵詞:台達變頻器  製動電阻  變頻器配件
1 引言
    目前市場上變頻器的製動方法大致有三種:能耗製動,直流製動,回饋(再生)製(zhi)動(dong)。台(tai)達(da)變(bian)頻(pin)器(qi)屬(shu)於(yu)不(bu)可(ke)控(kong)整(zheng)流(liu)電(dian)壓(ya)源(yuan)型(xing)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi),其(qi)製(zhi)動(dong)方(fang)式(shi)屬(shu)於(yu)能(neng)耗(hao)製(zhi)動(dong)和(he)直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)。能(neng)耗(hao)製(zhi)動(dong)是(shi)台(tai)達(da)變(bian)頻(pin)器(qi)讓(rang)生(sheng)產(chan)機(ji)械(xie)在(zai)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)快(kuai)速(su)地(di)減(jian)速(su)或(huo)停(ting)車(che)的(de)主(zhu)要(yao)形(xing)式(shi);直zhi流liu製zhi動dong則ze在zai電dian機ji運yun轉zhuan準zhun備bei時shi刻ke輸shu出chu一yi直zhi流liu電dian流liu產chan生sheng轉zhuan矩ju迫po使shi電dian機ji停ting止zhi,以yi得de到dao平ping穩wen的de啟qi動dong特te性xing,或huo者zhe當dang變bian頻pin器qi停ting止zhi時shi刻ke輸shu出chu一yi直zhi流liu電dian流liu產chan生sheng轉zhuan矩ju迫po使shi電dian機ji停ting止zhi,以yi確que保bao電dian機ji已yi準zhun確que停ting車che。在zai使shi用yong台tai達da變bian頻pin器qi的de變bian頻pin調tiao速su係xi統tong中zhong,減jian速su的de方fang法fa就jiu是shi通tong過guo逐zhu步bu降jiang低di給gei定ding頻pin率lv來lai實shi現xian的de。在zai頻pin率lv下xia降jiang過guo程cheng中zhong,電dian動dong機ji將jiang處chu於yu再zai生sheng製zhi動dong狀zhuang態tai(發電機狀態),shidediandongjidezhuansuxunsudisuipinlvdexiajiangerxiajiang。zaizhidongguochengzhong,bengshengdianyadechanshenghuidaozhizhiliumuxianshangdedianyashenggao,cishibianpinqihuikongzhishachedanyuantongguoshachedianzubashenggaodedianyayirenengdefangshixiaohaodiao。weileshidexitongpingwenjiangsu,xuyaoshezhishidangdejiansushijian,tongshixuanzeheshidezhidongdianzuhezhidongdanyuancainengmanzuxuyao。muqianguanyuzhidongdianzudejisuanfangfayouhenduozhong,conggongchengdejiaodulaijiangyaojingquedejisuanzhidongdianzudezuzhihegonglvzaishijiyingyongguochengzhongbushihenshiji,zhuyaoshibufencanshuwufajingqueceliang。muqiantongchangyongdefangfajiushigusuanfangfa,youyumeiyigechangjiadejisuanfangfageyoubutong,yincijisuandejieguobudayizhi。benwensuojieshaodejisuanfangfajinjinshigongcankao,jutideqingkuangyaogenjumeiyigexianchangdeshiyongqingkuanglaijinxingfenxijisuan。
 
2 製動電阻的介紹
    製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)是(shi)用(yong)於(yu)將(jiang)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)以(yi)熱(re)能(neng)方(fang)式(shi)消(xiao)耗(hao)的(de)載(zai)體(ti),它(ta)包(bao)括(kuo)電(dian)阻(zu)阻(zu)值(zhi)和(he)功(gong)率(lv)容(rong)量(liang)兩(liang)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)。通(tong)常(chang)在(zai)工(gong)程(cheng)上(shang)選(xuan)用(yong)較(jiao)多(duo)的(de)是(shi)波(bo)紋(wen)電(dian)阻(zu)和(he)鋁(lv)合(he)金(jin)電(dian)阻(zu)兩(liang)種(zhong):波(bo)紋(wen)電(dian)阻(zu)采(cai)用(yong)表(biao)麵(mian)立(li)式(shi)波(bo)紋(wen)有(you)利(li)於(yu)散(san)熱(re)減(jian)低(di)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)量(liang),並(bing)選(xuan)用(yong)高(gao)阻(zu)燃(ran)無(wu)機(ji)塗(tu)層(ceng),有(you)效(xiao)保(bao)護(hu)電(dian)阻(zu)絲(si)不(bu)被(bei)老(lao)化(hua),延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),台(tai)達(da)原(yuan)廠(chang)配(pei)置(zhi)的(de)就(jiu)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)電(dian)阻(zu);鋁合金電阻易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀,高散熱性的鋁合金外盒全包封結構,具有極強的耐振性,耐氣候性和長期穩定性;體積小、功率大,安裝方便穩固,外形美觀,廣泛應用於高度惡劣工業環境使用。
 
3 製動電阻的阻值和功率計算
3.1刹車使用率ED%
    製動使用率ED%,也就是台達說明書中的刹車使用率ED%。刹車使用率ED%定義為減速時間T1除以減速的周期T2,製動刹車使用率主要是為了能讓製動單元和刹車電阻有充分的時間來散除因製動而產生的熱量;當刹車電阻發熱時,電阻值將會隨溫度的上升而變高,製動轉矩亦隨之減少。刹車使用率ED%=製動時間/刹車周期=T1/T2*100%。(圖1)

 
現在用一個例子來說明製動使用率的概念:10%的製動頻率可以這樣理解,如果製動電阻在10秒鍾能夠消耗掉100%的功率,那麼製動電阻至少需要90秒才能把產生的熱量散掉。
3.2 製動單元動作電壓準位
    當直流母線電壓大於等於製動電壓準位(甄別閾值)時,刹車單元動作進行能量消耗。台達製動電壓準位如表1所示。
 
3.3 製動電阻設計
    (1)工gong程cheng設she計ji。實shi踐jian證zheng明ming,當dang放fang電dian電dian流liu等deng於yu電dian動dong機ji額e定ding電dian流liu的de一yi半ban時shi,就jiu可ke以yi得de到dao與yu電dian動dong機ji的de額e定ding轉zhuan矩ju相xiang同tong的de製zhi動dong轉zhuan矩ju了le,因yin此ci製zhi動dong電dian阻zu的de粗cu略lve計ji算suan是shi:

其中:
    UD製動電壓準位
    IMN電機的額定電流。
    為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)變(bian)頻(pin)器(qi)不(bu)受(shou)損(sun)壞(huai),強(qiang)製(zhi)限(xian)定(ding)當(dang)流(liu)過(guo)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)的(de)電(dian)流(liu)為(wei)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)時(shi)的(de)電(dian)阻(zu)數(shu)值(zhi)為(wei)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)的(de)最(zui)小(xiao)數(shu)值(zhi)。選(xuan)擇(ze)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)的(de)阻(zu)值(zhi)時(shi),不(bu)能(neng)小(xiao)於(yu)該(gai)阻(zu)值(zhi)。

   根據以上所敘,製動電阻的阻值 的選擇範圍為:

   製動電阻的耗用功率    當製動電阻 在直流電壓為 的電路工作時,其消耗的功率為:

    耗用功率的含義:如果電阻的功率按照此數值選擇的話,該電阻可以長時間的接入在電路裏工作。
    現場中使用的電阻功率主要取決於刹車使用率ED%。yinweixitongdejinxingzhidongshijianbijiaoduan,zaiduanshijiannei,zhidongdianzudewenshengbuzuyidadaowendingwensheng。yinci,juedingzhidongdianzurongliangdeyuanzeshi,zaizhidongdianzudewenshengbuchaoguoqiyunxushuzhi(即額定溫升)的前提下,應盡量減小容量,粗略算法如下:

    (2)設計舉例。根據以上的公式我們可以大致的推算出來我們需要的製動電阻的阻值和功率。以台達VFD075F43A變頻器驅動7.5KW的電機作為例來說明,7.5KW電機額定電流是18A,輸入電壓AC460,則有:

因此製動電阻的阻值取值範圍:

                
選擇電阻阻值要選擇市場上能夠買到的型號和功率段為宜,選擇阻值75歐。

根據實際的情況可以在計算的數值功率上適當的擴大。
 
4 結束語
    zhidongdianzudezuzhihegonglvdejisuandoushiconggongchengdejiaodulaikaolvde,yincizaishijideyingyongshixuyaojiehexianchangdejutiqingkuangjinxingshidangdegaidong,zuizhongxingchengyigejingjishiyongdexuanzefangan。
參考文獻(略)
作者簡介
劉元剛 男  中達電通股份有限公司北京分公司AMD產品處技術支持工程師

 
 
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