第一篇：制動(dòng)單元選擇

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng).能耗制動(dòng)的工作方式

能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專(zhuān)門(mén)的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱(chēng)為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

制動(dòng)單元

制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

制動(dòng)電阻

制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=（(電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載測(cè)折算到電機(jī)測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）*（制動(dòng)前速度-制動(dòng)后速度））/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話(huà)就無(wú)需接制動(dòng)裝置；

B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/（0.1047*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。

C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱(chēng)功率

由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱(chēng)功率將小于通電時(shí)的

消耗功率，一般可用下式求得： 制動(dòng)電阻標(biāo)稱(chēng)功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

第二篇：制動(dòng)單元的選擇資料

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng).能耗制動(dòng)的工作方式

能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專(zhuān)門(mén)的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱(chēng)為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

制動(dòng)單元

制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

制動(dòng)電阻

制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=（(電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載測(cè)折算到電機(jī)測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）*（制動(dòng)前速度-制動(dòng)后速度））/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話(huà)就無(wú)需接制動(dòng)裝置；

B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/（0.1047*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱(chēng)功率

由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱(chēng)功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得： 制動(dòng)電阻標(biāo)稱(chēng)功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

R=U*U/Pz Pz=制動(dòng)功率 R=制動(dòng)電阻值

拖動(dòng)電機(jī)功率為132KW，動(dòng)作電壓可適當(dāng)降低如680v，主要是降低制動(dòng)電阻阻值如6－10歐姆，據(jù)本人經(jīng)驗(yàn)，阻值一般不小于6歐均可；制動(dòng)電阻功率要嚴(yán)格保證，若動(dòng)作頻繁，制動(dòng)電阻須強(qiáng)制散熱。制動(dòng)電阻計(jì)算方法: 制動(dòng)力矩 制動(dòng)電阻 92% R=780/電動(dòng)機(jī)KW 100% R=700/電動(dòng)機(jī)KW 110% R=650/電動(dòng)機(jī)KW 120% R=600/電動(dòng)機(jī)KW 注：①電阻值越小，制動(dòng)力矩越大，流過(guò)制動(dòng)單元的電流越大;②不可以使制動(dòng)單元的工作電流大于其允許最大電流，否則要損壞器件;③制動(dòng)時(shí)間可人為選擇;④小容量變頻器(≤7.5KW)一般是內(nèi)接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的;⑤當(dāng)在快速制動(dòng)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí),說(shuō)明電阻值過(guò)大來(lái)不及放電，應(yīng)減少電阻值.4、電阻功率計(jì)算方法: 制動(dòng)性質(zhì) 電阻功率

一般負(fù)荷 W(Kw)=電阻KWΧ10℅

頻繁制動(dòng)（1分鐘5次以上）W(Kw)=電阻KWΧ15℅ 長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)（每次4分鐘以上）W(Kw)=電阻KWΧ20℅

1, 計(jì)算 制動(dòng)電阻歐姆=700/電機(jī)千瓦數(shù)（380 系列）

電阻功率=電機(jī)千瓦數(shù)*10%--15% 關(guān)于制動(dòng)電阻的阻值，是根據(jù)變頻器的廠家和型號(hào)來(lái)的，有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但功率可以放大。為了保證散熱性能，如果你要頻繁制動(dòng)，最好是把制動(dòng)電阻的功率放到電機(jī)功率的一半。

第三篇：選擇是用能耗制動(dòng)單元？還是能量回饋單元？

選擇是用能耗制動(dòng)單元？還是能量回饋單元？

制動(dòng)的概念:指電能從電機(jī)側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)）,這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速.負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢(shì)能.動(dòng)能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對(duì)于變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)程.由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類(lèi)負(fù)載,在下降時(shí), 能量(勢(shì)能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動(dòng).這種操作方法被稱(chēng)作“再生制動(dòng)”，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動(dòng)。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過(guò)熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。選擇是用能耗制動(dòng)單元？還是能量回饋單元？

一.能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)就效果而言，是一樣的。都是為電機(jī)提供制動(dòng)電流的通路。二.如何選擇是用能耗制動(dòng)單元？還是回饋單元？這要通過(guò)這兩種制動(dòng)模式的特點(diǎn)來(lái)決定。前者如果100%長(zhǎng)期連續(xù)工作，制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻要選擇的功率足夠大，這對(duì)于大功率的制動(dòng)帶來(lái)了不方便，比如說(shuō)電阻的散熱問(wèn)題和體積問(wèn)題很突出呀，而后者，就可以連續(xù)的100%的工作。體積相對(duì)能耗制動(dòng)而言很小。但是，能耗制動(dòng)的成本比回饋制動(dòng)的要小很多。

綜上得到的結(jié)論是：，對(duì)于短時(shí)制動(dòng)的系統(tǒng)，毫不猶豫地選擇能耗制動(dòng)單元+電阻，經(jīng)濟(jì)省錢(qián)。對(duì)于長(zhǎng)期100%功率制動(dòng)的系統(tǒng)，必須要采用能量回饋單元，沒(méi)商量。對(duì)于15kW以下的系統(tǒng)，推薦使用能耗制動(dòng)，不論是短時(shí)的還是長(zhǎng)期的。因?yàn)閺某杀旧险f(shuō)是合算的（即便是100%的功率連續(xù)制動(dòng)）。

第四篇：?jiǎn)卧x擇

1：桁架結(jié)構(gòu)

對(duì)于平面桁架結(jié)構(gòu)，單元類(lèi)型可選用link1；

對(duì)于空間桁架結(jié)構(gòu)，單元類(lèi)型可選用link8。

2：梁結(jié)構(gòu)

對(duì)于平面梁系，一般可以選用beam3單元；

對(duì)于空間梁系，可選用beam4單元。

Link1:平面二力桿。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有沿x、y方向的兩個(gè)平移自由度。

Link2：軸向的拉伸壓縮桿件單元（空間桿件）每節(jié)點(diǎn)有三個(gè)平移自由度。

Link10：具有雙線性剛度矩陣，因而只能受單向受拉或受壓。適用于電纜、繩索等問(wèn)題。具

有三個(gè)平移自由度。

Beam3:2D的梁?jiǎn)卧?，只能解決平面問(wèn)題。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度（x、y方向的平面移動(dòng)自

由度和繞z軸旋轉(zhuǎn)的自由度）。常模擬各種平面鋼架等平面梁系結(jié)構(gòu)。

Beam4：3D的梁?jiǎn)卧?，可以解決空間梁?jiǎn)栴}。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度

Beam188/189：可以自定義梁?jiǎn)卧臋M截面形狀。比其他簡(jiǎn)單的梁?jiǎn)卧哂懈鼜?qiáng)的非線性分

析能力

3：彈性單元：

二次單元Plane2:6個(gè)節(jié)點(diǎn)的三角形單元

線性單元plane42：四邊形和三角形

二次單元plane82:8結(jié)點(diǎn)四邊形和6結(jié)點(diǎn)三角形。

Shell63:4結(jié)點(diǎn)彈性殼單元,每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度

Shell93:是帶中間結(jié)點(diǎn)的四邊形單元。計(jì)算量稍大些，計(jì)算精度比shell63更高。對(duì)于一般的問(wèn)題，選用shell63就足夠了

4：實(shí)體單元：

solid45,solid185：他們都是六面體單元，都可以退化為四面體和棱柱體，單元的主要功能基

本相同。

Solid92, solid187：他們都是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元，單元的主要功能基本相同。平面應(yīng)力問(wèn)題：當(dāng)結(jié)構(gòu)為均勻薄板時(shí)，面力和體力均平行于板面。

平面應(yīng)變問(wèn)題：當(dāng)結(jié)構(gòu)為無(wú)限長(zhǎng)柱體，面力和體力的方向均平行于截面不沿長(zhǎng)度的方向變化

第五篇：制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的選型方案

制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的選型方案

所示為變頻器調(diào)速系統(tǒng)的二種運(yùn)行狀態(tài)，即電動(dòng)和發(fā)電。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速w1小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速w時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Te，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能P經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓Ud升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。本文闡述的就是處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。能耗制動(dòng)的工作方式

能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)（如圖二所示）。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專(zhuān)門(mén)的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱(chēng)為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

2.1 制動(dòng)單元

制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無(wú)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

2.2 制動(dòng)電阻

制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

2.3 制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下： A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；

B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；

D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流流過(guò)；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.4 安裝要求

制動(dòng)單元與變頻器之間，以及制動(dòng)單元與電阻之間的配線距離要盡可能短（線長(zhǎng)在2m以下），導(dǎo)線要足夠粗；

制動(dòng)單元在工作時(shí)，電阻將大量發(fā)熱，應(yīng)此要充分注意散熱，并使用耐熱導(dǎo)線，導(dǎo)線請(qǐng)勿觸及電阻器；

放電功率電阻應(yīng)使用絕緣擋片固定牢固，安裝位置要確保良好散熱，建議電阻器安裝在電控柜頂部。

2.5 制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配 A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話(huà)就無(wú)需接制動(dòng)裝置；

B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

在制動(dòng)單元工作過(guò)程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。

C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱(chēng)功率

由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱(chēng)功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得：

制動(dòng)電阻標(biāo)稱(chēng)功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

2.6 制動(dòng)特點(diǎn)

能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

圖二 能耗制動(dòng)和制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻的連接方式 共用直流母線方式的回饋制動(dòng)

對(duì)于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)，或是四象限運(yùn)行的電機(jī)而言，如何處理制動(dòng)過(guò)程不僅影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而且還有經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題。于是，回饋制動(dòng)成為人們討論的焦點(diǎn)，然而在目前大部分的通用變頻器還不能通過(guò)單獨(dú)的一臺(tái)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)再生能量的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)呢？

為解決以上問(wèn)題，這里介紹了一種共用直流母線方式的再生能量回饋系統(tǒng)，通過(guò)這種方式，它可以將制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量進(jìn)行充分利用，從而起到既節(jié)約電能又處理再生電能的功效。

3.1 工作原理

我們知道通常意義上的異步電機(jī)多傳動(dòng)包括整流橋、直流母線供電回路、若干個(gè)逆變器，其中電機(jī)需要的能量是以直流方式通過(guò)PWM逆變器輸出。在多傳動(dòng)方式下，制動(dòng)時(shí)感生能量就反饋到直流回路。通過(guò)直流回路，這部分反饋能量就可以消耗在其他處在電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)上，制動(dòng)要求特別高時(shí)，只需要在共用母線上并上一個(gè)共用制動(dòng)單元即可。在實(shí)際的應(yīng)用中，多傳動(dòng)的系統(tǒng)造價(jià)高、品牌少，也往往使用在鋼鐵、造紙等高端市場(chǎng)。以此參照到眾多的制動(dòng)小系統(tǒng)應(yīng)用，也不失為一種效率好、節(jié)能高的制動(dòng)方式。

圖三 共用直流母線的回饋制動(dòng)方式 圖三接線是典型的共用直流母線的制動(dòng)方式，M1是處于電動(dòng)狀態(tài)，M2經(jīng)常處于發(fā)電狀態(tài)，三相交流電源380V接到處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)M1上的變頻器VF1端，而VF2則通過(guò)共用直流母線方式與VF1的母線相連。在此種方式下，VF2僅做為逆變器在使用，M2處于電動(dòng)時(shí)，所需能量由交流電網(wǎng)通過(guò)VF1的整流橋獲得；M2處于發(fā)電時(shí)，反饋能量通過(guò)直流母線由M2的電動(dòng)狀態(tài)消耗。

3.2 應(yīng)用范圍

共用直流母線的制動(dòng)方式可典型應(yīng)用于造紙機(jī)械、印刷機(jī)械、離心分離機(jī)以及系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)等。在這些應(yīng)用中，有一個(gè)共同的特點(diǎn)：即處于發(fā)電狀態(tài)的M2的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于處于電動(dòng)狀態(tài)的M1的容量，而且當(dāng)M1的電動(dòng)狀態(tài)停止時(shí)（即變頻器VF1待機(jī)），M2的發(fā)電狀態(tài)隨即轉(zhuǎn)為電動(dòng)狀態(tài)。這樣，直流母線電壓就不會(huì)快速升高，系統(tǒng)始終處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

這里以離心機(jī)為例進(jìn)行應(yīng)用說(shuō)明。過(guò)濾式螺旋卸料離心機(jī)，在全速下連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)卸料，自動(dòng)完成進(jìn)料、分離、洗滌、卸料等工序。離心機(jī)的核心是過(guò)濾型轉(zhuǎn)鼓，利用主機(jī)和副機(jī)的差轉(zhuǎn)速來(lái)控制卸料速度，并實(shí)現(xiàn)無(wú)人安全操作。在處理過(guò)程中，主機(jī)始終處于電動(dòng)狀態(tài)，而副機(jī)則由于轉(zhuǎn)速差的作用，基本上處于發(fā)電狀態(tài)。主機(jī)和副機(jī)功率通常為22KW和5.5KW、30KW和7.5KW、45KW和11KW等4:1匹配，符合本節(jié)闡述的工作方式。為考慮到副機(jī)供電也是由主機(jī)變頻器的整流橋提供，因此必須考慮到VF1的整流橋的額定電流（不同的變頻器廠商其整流橋規(guī)格不一樣），以此來(lái)決定VF1的選型。VF2的選型必須考慮到能夠屏蔽輸入缺相功能的變頻器。應(yīng)用本制動(dòng)方式后，離心機(jī)不僅效率提高，而且節(jié)能效果好、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)簡(jiǎn)單。

3.3 制動(dòng)特點(diǎn)

采用共用直流母線的制動(dòng)方式，具有以下顯著的特點(diǎn)：

a.共用直流母線和共用制動(dòng)單元，可以大大減少整流器和制動(dòng)單元的重復(fù)配置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，經(jīng)濟(jì)可靠。

b.共用直流母線的中間直流電壓恒定，電容并聯(lián)儲(chǔ)能容量大；

c.各電動(dòng)機(jī)工作在不同狀態(tài)下，能量回饋互補(bǔ)，優(yōu)化了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性； d.提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電網(wǎng)諧波電流，提高系統(tǒng)用電效率?；仞伒浇涣麟娋W(wǎng)的制動(dòng)方式

在生產(chǎn)工況中，我們往往又會(huì)碰到另外一個(gè)問(wèn)題：如何真正實(shí)現(xiàn)從電機(jī)到直流母線、再?gòu)闹绷髂妇€到交流電網(wǎng)的能量回饋呢？由于通用變頻器一般采用不可控整流橋，因此必須采取其他的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.1 工作原理

要實(shí)現(xiàn)直流回路與電源間的雙向能量傳遞，一種最有效的辦法就是采用有源逆變技術(shù)：即將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

圖四 回饋電網(wǎng)制動(dòng)原理圖 圖四所示為回饋電網(wǎng)制動(dòng)原理圖，它采用了電流追蹤型PWM整流器，這樣就容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)，且具有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。同時(shí)，這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得我們能夠完全控制交流側(cè)和直流側(cè)之間的無(wú)功和有功的交換。

4.2 制動(dòng)特點(diǎn)

a.廣泛應(yīng)用于PWM交流傳動(dòng)的能量回饋制動(dòng)場(chǎng)合，節(jié)能運(yùn)行效率高； b.不產(chǎn)生任何異常的高次諧波電流成分，綠色環(huán)保； c.功率因數(shù)≈1；

d.多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，每一單機(jī)的再生能量可以得到充分利用； e.節(jié)省投資，易于控制網(wǎng)側(cè)諧波和無(wú)功分量； 結(jié)束語(yǔ)

通用電壓型變頻器只能運(yùn)行于一、三象限即電動(dòng)狀態(tài)，因此在以下應(yīng)用場(chǎng)合，用戶(hù)必須考慮配套使用制動(dòng)方式：電機(jī)拖動(dòng)大慣量負(fù)載（如離心機(jī)、龍門(mén)刨、巷道車(chē)、行車(chē)的大小車(chē)等）并要求急劇減速或停車(chē)；電機(jī)拖動(dòng)位能負(fù)載（如電梯，起重機(jī)，礦井提升機(jī)等）；電機(jī)經(jīng)常處于被拖動(dòng)狀態(tài)（如離心機(jī)副機(jī)、造紙機(jī)導(dǎo)紙輥電機(jī)、化纖機(jī)械牽伸機(jī)等）。以上幾類(lèi)負(fù)載的共同特點(diǎn)，要求電機(jī)不僅運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)（一、三象限），而且要運(yùn)行于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)（二、四象限）。為使系統(tǒng)在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)能正常工作，必須采取適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)方式。本文試圖從工程的角度論述了能耗制動(dòng)、回饋到共用直流母線方式的制動(dòng)、回饋到交流電網(wǎng)的制動(dòng)共3種典型制動(dòng)方式的工作原理，以及應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。