制動(dòng)電阻有什么作用?如何選擇制動(dòng)電阻阻值?

電阻是極為常見的物理器件，在上篇文章中，小編對(duì)貼片電阻的相關(guān)知識(shí)有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)電阻的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)制動(dòng)電阻的工作原理、制動(dòng)電阻的作用以及制動(dòng)電阻的阻值的選擇予以介紹。如果你對(duì)電阻具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、制動(dòng)電阻工作原理

制動(dòng)電阻，是波紋電阻的一種，主要用于變頻器控制電機(jī)快速停車的機(jī)械系統(tǒng)中，幫助電機(jī)將其因快速停車所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。

1、制動(dòng)單元原理：制動(dòng)單元由大功率晶體管GTR及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。其功能是為放電電流環(huán)節(jié)電容器在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)儲(chǔ)存不了或者內(nèi)接的制動(dòng)電阻來不及消耗掉而使直流部分“過壓”時(shí)，需要加外接制動(dòng)組件，以加快消耗再生電能的速度。

2、制動(dòng)電阻原理：電動(dòng)機(jī)在工作頻率下降過程中，將處于再生制動(dòng)狀態(tài)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能要反饋到直流電路中，使直流電壓UD不斷上升，甚至可能達(dá)到危險(xiǎn)的地步。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使UD保持在允許范圍內(nèi)。制動(dòng)電阻就是用來消耗這部分能量的。

3、制動(dòng)單元+電阻：制動(dòng)單元由大功率晶體管GTR及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。其功能是為放電電流IB流經(jīng)制動(dòng)電阻提供通路。

以下是制動(dòng)單元的動(dòng)作過程：

a、當(dāng)電動(dòng)機(jī)在外力的作用下減速時(shí)，電機(jī)以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，產(chǎn)生再生能量。其產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)被變頻器逆變部分的六個(gè)續(xù)流二極管組成的三相全控橋整流，使變頻器內(nèi)直流母線電壓持續(xù)升高。

b、當(dāng)直流電壓達(dá)到某一電壓(制動(dòng)單元的開啟電壓)時(shí)，制動(dòng)單元功率開關(guān)管開通，電流流過制動(dòng)電阻。

c、制動(dòng)電阻釋放熱量，吸收再生能量，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，變頻器直流母線電壓降低。

d、當(dāng)直流母線電壓降到某一電壓(制動(dòng)單元停止電壓)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管關(guān)斷。此時(shí)沒有制動(dòng)電流流過電阻，制動(dòng)電阻在自然散熱，降低自身溫度。

e、當(dāng)直流母線的電壓重新升高使制動(dòng)單元?jiǎng)幼鲿r(shí)，制動(dòng)單元將重復(fù)以上過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

由于制動(dòng)單元的工況屬于短時(shí)工作，即每次的通電時(shí)間很短，在通電時(shí)間內(nèi)，其溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到穩(wěn)定溫升;而每次通電后的間歇時(shí)間則較長，在間歇時(shí)間內(nèi)，其溫度足以降到與環(huán)境溫度相同，因此制動(dòng)電阻的額定功率將大大降低，價(jià)格也隨之下降;另外由于IGBT只有一個(gè)，制動(dòng)時(shí)間為ms級(jí)，對(duì)功率管開通與關(guān)斷的暫態(tài)性能指標(biāo)要求低，甚至要求關(guān)斷時(shí)間盡量短，以減少關(guān)斷脈沖電壓，保護(hù)功率管;控制機(jī)理也相對(duì)簡單，實(shí)現(xiàn)較為容易。由于有以上優(yōu)點(diǎn)，因此它廣泛應(yīng)用于起重機(jī)等勢(shì)能負(fù)載及需快速制動(dòng)但為短時(shí)工作制的場(chǎng)合。

二、制動(dòng)電阻的作用是什么

1、保護(hù)變頻器

電機(jī)在快速停車過程中，由于慣性作用，會(huì)產(chǎn)生大量的再生電能，如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能，就會(huì)直接作用于變頻器的直流電路部分，輕者，變頻器會(huì)報(bào)故障，重者，則會(huì)損害變頻器;制動(dòng)電阻的出現(xiàn)，很好的解決了這個(gè)問題，保護(hù)變頻器不受電機(jī)再生電能的危害。

2、保證電源電網(wǎng)絡(luò)

制動(dòng)電阻將電機(jī)快速制動(dòng)過程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，這樣再生電能就不會(huì)反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中，不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。

三、制動(dòng)電阻的阻值選擇

制動(dòng)電阻的選擇除受到變頻器專用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外，與制動(dòng)單元也并無明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇，功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則：應(yīng)保證流過制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力，即：R》800/Ic。其中：800——變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。Ic——制動(dòng)單元的最大允許電流。為充分利用所選用的變頻器專用型制動(dòng)單元的容量，通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的最小值為最經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率。

在某些情況下，并不需要很大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率，從而減少購買制動(dòng)電阻所需的費(fèi)用，這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒有得到充分利用。

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