在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了 180 度，電機從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電機的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機處于再生制動狀態(tài)。電機再生的電能經(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法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

 

因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動狀態(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： 能耗制動和回饋制動.

 

能耗制動的工作方式

能耗制動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實現(xiàn)制動。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專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻二部分。

 

制動單元

制動單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓 Ud 超過規(guī)定的限值時（如660V 或 710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(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制動有特殊要求的工況中。 從原理上講， 二者并無區(qū)別， 都是作為接通制動電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。

 

制動電阻

制動電阻是用于將電機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兩個重要的參數(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，并選用高阻燃無機涂層，有效保護電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動性，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。

 

制動過程

能耗制動的過程如下：A、當(dāng)電機在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時（包括被拖動），電機即以發(fā)電狀態(tài)運行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)通，

 

電流流過制動電阻；C、制動電阻消耗電能為熱能，電機的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動單元重復(fù) ON/OFF 過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運行。

 

制動單元與制動電阻的選配

 

A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩=（(電機轉(zhuǎn)動慣量+電機負(fù)載測折算到電機測的轉(zhuǎn)動慣量）*（制動前速度-制動后速度））/375*減速時間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

 

一般情況下，在進行電機制動時，電機內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的 18%-22%左右，因此計算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置；

 

B、接著計算制動電阻的阻值=制動元件動作電壓值的平方/（0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機額定轉(zhuǎn)矩）*制動前電機轉(zhuǎn)速）

 

在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù) RC，R 即為制動電阻的阻值，C 為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為 710V。

 

C、然后進行制動單元的選擇

 

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

 

制動電流瞬間值=制動單元直流母線電壓值/制動電阻值

 

D、最后計算制動電阻的標(biāo)稱功率

 

由于制動電阻為短時工作制，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)稱功率將小于通電時的消耗功率，一般可用下式求得：

 

制動電阻標(biāo)稱功率 = 制動電阻降額系數(shù) X 制動期間平均消耗功率 X 制動使用率%

 

制動特點

能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點是構(gòu)造簡單， 缺點是運行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。

 

MM440 一起使用的制動電阻如何起到其作用

使用制動電阻時應(yīng)注意：制動周期在 P1237 中選擇，同時應(yīng)將 P1240 設(shè)置為 0 用以禁止直流電壓控制器。切記！不然，制動單元是不工作的，所以制動電阻也不發(fā)熱！

 

使用直流母線電壓調(diào)節(jié)器可以起到限制直流母線電壓升高的效果，但是它是以犧牲制動轉(zhuǎn)矩而實現(xiàn)的，所以要慎用。

 

制動電阻的的制動周期主要是斬波器的接通時間和制動電阻的冷卻時間的比，選擇什么樣的周期并不是特別重要，最重要的是根據(jù)你的負(fù)載需要，是重載還是清載，制動時間的長來選擇。

 

值得注意的是制動電阻的功率選擇不是越大越好，一定要小于 2.4 倍的變頻器的額定功率，另要考慮續(xù)流二極管的帶載能力。

 

制動電阻的阻值要不能太小，否則會燒毀變頻器，在使用大全內(nèi)說明了允許的最小阻值

 

制動周期，其實就是電子開關(guān)的通斷比。他的通斷比是固定的（當(dāng)你設(shè)置這個參數(shù)以后），但是實際制動時間長短，不是固定的，是隨著電機制動工況變化的。

 

也許 1S 完成制動，也許 10S 完成制動。這要看你的制動電流對直流母線充電的積累與制動單元和制動電阻放電的能力情況，決定制動單元的制動過程。

 

制動周期的參數(shù)設(shè)置不是主要，主要的是選擇制動電流能夠滿足制動要求且保證在制動過程中的直流母線電壓保持相對穩(wěn)定不會繼續(xù)升高。

 

換句話說，制動的設(shè)計技巧是，通過對制動電阻阻值的確定和功率的確定，保證制動過程使變頻器直流母線電壓恒定，且電阻不因發(fā)熱快速老化。至于制動周期的參數(shù)，設(shè)為 5%或者 100%，我認(rèn)為都是可以的。它只影響制動的暫態(tài)過程，并不能左右最終的制動結(jié)果。