制动电阻

概括：这道题是曾耙穆同学的课后练习题，主要是关于制动电阻，指导老师为阎老师。制动电阻，是波纹电阻的一种，主要用于变频器控制电机快速停车的机械系统中，帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转化为热能。

题目：制动电阻

解：

1、制动单元又叫制动斩波器,和制动电阻一起配套工作,都是变频器的选件.变频器正常的母线电压为540V(AC380V机型）,当电机处于发电状态时,该母线电压会超过540V,最大允许700-800V,如长期或频繁超过这个最大值将会损坏变频器,所以用制动单元和制动电阻进行能量消耗,防止母线电压过高.制动单元可以看做是压控元件,即制动能量的大小由母线电压控制,对于400V系列,直流侧电压高于675V或者720V开始启动（低于此值不动作）,随着电压升高,制动功率不断加大,制动能量并非永远等于额定值.2、电机有以下几种情况会由电动状态转为发电状态：A、常规负载快速减速或太短的减速时间；B、提升(位能)负载下行时一直处于发电状态C、开卷机被其它机械被动开卷.3、选择制动单元比较简单,对于A类负载,要求不高可通过自由停车来解决,或者延长减速时间来解决,制动单元的功率选择不必太高；B,C类一般按照和变频器同等功率（或者稍高）就可以了.4、你采用的共用直流母线方式,原则上负载分配遵循不同时制动,即要求部分设备工作在电动的时刻,部分设备工作于发电状态,这样,制动单元的功率选择不必太高；你没有说明采用的负载形式,不知道如何给你提建议.

举一反三

例1： 如何选择制动电阻

思路提示：

1、制动单元又叫制动斩波器,和制动电阻一起配套工作,都是变频器的选件.变频器正常的母线电压为540V(AC380V机型）,当电机处于发电状态时,该母线电压会超过540V,最大允许700-800V,如长期或频繁超过这个最大值将会损坏变频器,所以用制动单元和制动电阻进行能量消耗,防止母线电压过高.制动单元可以看做是压控元件,即制动能量的大小由母线电压控制,对于400V系列,直流侧电压高于675V或者720V开始启动（低于此值不动作）,随着电压升高,制动功率不断加大,制动能量并非永远等于额定值.2、电机有以下几种情况会由电动状态转为发电状态：A、常规负载快速减速或太短的减速时间；B、提升(位能)负载下行时一直处于发电状态C、开卷机被其它机械被动开卷.3、选择制动单元比较简单,对于A类负载,要求不高可通过自由停车来解决,或者延长减速时间来解决,制动单元的功率选择不必太高；B,C类一般按照和变频器同等功率（或者稍高）就可以了.4、你采用的共用直流母线方式,原则上负载分配遵循不同时制动,即要求部分设备工作在电动的时刻,部分设备工作于发电状态,这样,制动单元的功率选择不必太高；你没有说明采用的负载形式,不知道如何给你提建议.

例2： 如何选择伺服电机再生制动电阻?松下伺服电机2kw,11.3A,3000n/min,三相220V.由于频繁制动,3s内制动2次,再生负载率超100%,想配一个再生制动电阻.1、制动电阻选择阻值40欧的是否合适?电阻阻值大了

思路提示：

选择时要关注电阻阻值

例3： 变频器上的制动电阻有什么用?怎么选择大小

思路提示：

电动机在快速停车过程中,由于惯性作用,会产生大量的再生电能,直接作用于变频器的中间直流部分,如不消耗这部分电能会造成变频器报故障或者变频器损坏.制动电阻就是用来消耗掉这部分电能的.

每个变频器都有制动单元(小功率是制动电阻,大功率是大功率晶体管GTR及其驱动电路),小功率的是内置的,大功率的是外置的

请根据变频器说明书来配置制动电阻.

例4： 【制动电阻是越大越好还是越小越好?还有就是制动电阻的电阻值及功率怎样选择?是根据什么公式来判断?P=I^2*R?】[物理练习题]

思路提示：

1、针对不同电压等级、不同容量的变频器（尤其是已经内置制动单元的）,制动电阻的总阻值不应小于制动单元的允许值.

2、根据常用的变频器容量范围,选购一两种阻值,功率的制动电组.

3、根据系统的转动惯量、机械系统的承受能力和为达到制动停止的斜率要求考虑能耗功率（也是制动电组瞬间的最大功率）.

3.1系统的转动惯量：如果不是被拖动,含有传动比i的各级转动惯量可以使用SolidWorks大致做出来（因为机械系统也是自己设计,设计完后已经知道电机轴上的总转动惯量）.则电机轴总惯量=电机转子惯量（电机手册上有）+(（负载处惯量/i2）+传动惯量）/i1.

4、根据 制动功率=K*能耗功率.可以通过串、并联的方法同时满足阻值和耗散功率的要求.例如：380V,22kW变频器,制动电组要求27Ω 那么可用并联两个56Ω=28欧 达到瞬时26KW的要求.

例5： 【如何选择电阻】

思路提示：

现在琳琅满目的各种型号电阻都有,越来精密,越来越多样化,但我们为了更精确,更省钱,更实用,不得不在他们之间选择,所以一下子很难下手,为了大家降低生产成本,提高生产效率,节省时间.所以:\x0d我本人从事电阻的几年经验跟大家交流交流,希望能给您们带一些参考:\x0d1,把采购商所需要的规格,参数,定下来,能省则省,一般来说,价格个,精度,尺寸,功率,成正比,跟温漂成反比.比如说,AR系列的贴片电阻,功率是1/8W,型号是0805,阻值,精度5%,温漂:50PPM.其中,最重要是精度和温漂影响价格,所以要跟工程师商量清楚.如果用5%的够了,没有必要用1%的.\x0d2,贴片跟插件何以选择.先说说他们的优缺点,贴片的好处:A,容易焊接,要求技术不高,速度快,B,焊接的一致性好,稳定性高.C,占面积小,D,散热效果好.适用在比较小的仪器,仪表,汽车电子等.相对来说,插件的好处就是,A,高精密,B,低温漂,C,功率大,D,和贴片相同的参数下,价格偏低,插件适用于电源管理,充电器,医疗电子,气象电子等.在设计时,越来越多的工程师用贴片取代插件的了.\x0d3,如果用来检测电路中电流用的电阻的话,要求阻值较小3毫欧到100毫欧,功率大的(3W),温漂不重要的话.(因为阻值太小的话,温漂200-600PPM也可以了);而精度不要求太高的话,5%也可以了,KAT品牌的CS系列的比较适用在电源管理,自动化应用过流保护器,直流转换器,手机,电脑.\x0d4,而某些需要很低阻值的电阻,而且温漂也要很低,不得不用到合金电阻了,这系列可以精密到0.5毫欧,温漂在25PPM-100PPM.而最新的合金电阻已经有了改善,功率可达4W,阻值小到0.25毫欧.精度可达0.5%.

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题5：制动电阻的作用

点拨：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...