起重机变频制动电阻器的四种匹配计算方法
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变频器制动电阻介绍及计算方法1 引言目前市场上器的制动方法大致有三种:能耗制动,直流制动,回馈(再生)制动。
目前关于制动的计算方法有很多种,从工程的角度来讲要精确的计算的阻值和功率在实际应用过程中不是很实际,主要是部分参数无法精确测量。
目前通常用的方法就是估算方法,由于每一个厂家的计算方法各有不同,因此计算的结果不大一致。
2 制动电阻的介绍制动电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。
通常在工程上选用较多的是和铝两种:波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,延长使用寿命,台达原厂配置的就是这样的电阻;铝合金电阻易紧密安装、易附加,外型美观,高散热性的铝合金外盒全包封结构,具有极强的耐振性,耐气候性和长期稳定性;体积小、功率大,安装方便稳固,外形美观,广泛应用于高度恶劣工业环境使用。
3 制动电阻的阻值和算刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让和有充分的时间来散除因制动而产生的热量;当刹车电阻发热时,电阻值将会随温度的上升而变高,制动转矩亦随之减少。
刹车使用率ED%=制动时间/ 刹车周期=T1/T2*100%。
(图1)图1刹车使用率ED%定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念:10%的制动频率可以这样理解,如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100%的功率,那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
制动单元动作电压准位当直流电压大于等于制动电压准位(甄别阈值)时,刹车单元动作进行能量消耗。
台达制动电压准位如表1所示。
制动电阻设计(1)工程设计。
实践证明,当放电电流等于电动机额定电流的一半时,就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了,因此制动电阻的粗略计算是:其中:制动电压准位电机的额定电流为了保证不受损坏,强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。
起重机用变频器及相关电气件参数的设计姚惠林;张松兰;鄂以帅【摘要】着重对起重机用的变频器及其相关电气件的参数进行了具体的分析与计算并附加了实例,使其更具有代表性和实用性.通过一系列参数的设计,实现了起重机的变频调速,达到了设备的安全可靠运行,减轻了人员的疲劳强度,提高了工作效率.%This paper mainly discussed that parameter of frequency changer and relevance electric device carried through specific analysis and computation in crane and additional examples made it more representativeness and practical applicability, through a series of design. realized crane frequency variable frequency speed control. safe and reliable operation as well as reduced labor strength. increased efficiency.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】2页(P19-20)【关键词】起重机;变频器;热敏元件;制动器【作者】姚惠林;张松兰;鄂以帅【作者单位】洛阳理工学院,电气工程与自动化系,河南,洛阳,471023;洛阳理工学院,电气工程与自动化系,河南,洛阳,471023;洛阳理工学院,电气工程与自动化系,河南,洛阳,471023【正文语种】中文【中图分类】TD422.47起重机调速技术有较长的发展历史,从直流调速到交流调速,从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置,再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。
υ起重机制动电阻选型在起重变频调速系统运行中,当停车或下降时,重物产生的位势负载使电机处于发电状态,能量向直流侧回馈,由于大多数变频器(西门子G120变频器的PM250功率单元具有能量回馈功能)没有电能回馈装置,此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式消耗掉,所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。
关于制动电阻的选择,也是很多客户询问得较多的一个问题,归纳起来,大致有以下三个方面:(1)各种资料对于准确计算制动电阻的方法比较一致或接近,但不易计算,尤其是难以得到拖动系统的飞轮力矩(GD2)的数据;(2)各种资料介绍的近似算法的计算结果不大一致,难以适从;(3)如果按照说明书配置制动电阻,经常会冒烟或烧坏(一般厂家说明书上制动电阻的功率都是按5%的制动周期考虑的,所以用在提升上偏小,经常会冒烟或烧坏)。
由于制动电阻的选型需要客户对自己设备的机械和电气特性非常清楚,并且需要经过复杂的计算,所以很多客户在设备开发阶段经常估算制动电阻的功率(根据开发阶段制动电阻的工作情况进行调整)。
1)现场一:针对主钩负荷32吨,副钩负荷5吨的起重机,制动电阻的选型推荐如下,供起重机行业用户参考(当然厂家实际选型时应根据自己设备的配置情况进行制动电阻的选型):序号设备名称变频器功率电机功率制动电阻功率备注1主起升机构75kW 42kW35kW(8.2Ω)样本建议阻值≥8.2Ω2副起升机构15kW 8.5kW 6kW(56Ω)样本建议阻值≥56Ω3大车前排运行机构18.5kW 5.5kW*2 3kW(27Ω)样本建议阻值≥27Ω4大车后排运行机构18.5kW 5.5kW*2 3kW(27Ω)样本建议阻值≥27Ω5小车运行机构11kW 3kW*2 1.5kW(27Ω)样本建议阻值≥27Ω2)现场二:“QD 40/20t-28.5m”双梁欧式桥式起重机主钩负荷40吨,副钩负荷20吨的起重机,制动电阻的选型如下,仅供桥式起重机用户参考:序号 设备名称变频器功率电机功率制动电阻功率备注1 主起升机构45kW 30kW 28kW(15Ω) 样本建议阻值≥15Ω2 副起升机构30kW 18.5kW16.8kW(27Ω) 样本建议阻值≥27Ω3 大车运行机构18.5kW 3.3kW*4 1.5kW(30Ω) 样本建议阻值≥30Ω4 小车运行机构 5.5kW 2.5kW*20.3kW(75Ω) 样本建议阻值≥75Ω。
起重机变频器的选用1,起升机构变频器的容量必须大于负载所需求的输出,即:kPMP0[KVA]≥————ηcosφ式中k——过载系数1.33PM——负载要求的电动机轴输出功率,kWη——电动机效率cosφ——电动机的功率因数起升机构要求的起动转矩为1.3—1.6倍的额定转矩,考虑到需有125%的超载要求,其最大转矩需有1.6—2倍的额定转矩,以确保其安全使用。
对于拖动等额功率电动机的变频器来说,可提供长达60秒、150%额定转矩的过载能力,因此过载系数k=2/1.5=1.33。
在变频器容量选定后,还应做电流验证,即:ICN≥kIM式中k——电流波形修正系数(PWM调制方式时取1.05—1.1)ICN——变频器额定输出电流,AIM——工频电源时的电动机额定电流,A一般的大吨位起重机有两个独立驱动的起升机构,每个起升机构由2台电动机同步驱动各自的钢丝绳卷筒转动,再经过动滑轮组多级减速提升吊钩。
起升机构的变频调速传动方案采用一台变频器带一台电动机的“一拖一”方案,为了提高低速传动时的动态特性和高转矩输出能力,每台电动机采用带脉冲编码器的速度闭环控制。
每个起升机构的2台变频器之间采用CHV190变频器提供的具有功率平衡和速度同步控制功能的主从控制方案,这些控制方案可以实现2台电动机精确的转矩平衡分配和2个起升机构的速度同步。
2,平移机构起重机的平移机构分大车机构和小车机构,两种机构一般采用多台电动机传动方案。
由于起重机平移机构的转动惯量较大,为了加速电动机需有较大的起动转矩,因此起重机平移机构所需的电动机轴输出功率PM应由负载功率Pj和加速功率Pa组成,即:PM≥Pj+Pa由于平移机构采用一台变频器拖动多台电动机的通用U/f开环频率控制方式,因此在变频器容量选择时,还要满足以下公式:ICN≥knIM式中k——电流波形修正系数(PWM调制方式时取1.05—1.1)ICN——变频器额定输出电流,AIM——工频电源时单台电动机的额定电流,An——一台变频器拖动的电动机数量由于在变频器“一拖多”通用U/f开环频率控制方式中,变频器提供的电子热继电器保护功能无法实现对单台电动机的过载保护,为此在每台电动机回路中串入带有热过载保护功能的低压断路器,以实现对单台电动机的过载保护,电动机故障信号取自低压断路器的辅助触点。
常用制动电阻选配表(10ED,100%制动力矩)(仅适用于380V变频器选配制动电阻时参考)制动电阻标称功率= 制动电阻降额系数×制动期间平均消耗功率×制动使用率%在连铸工艺中,连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一,拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量,而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。
交流电机变频调速技术日益成熟,交流变频驱动调速平稳,调速范围宽,对机械冲击低,交流电机维护量低,交流变频调速已取代直流调速,完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。
4、5号连铸机的拉矫机为五辊双机架三驱动,上拉坯辊、下拉坯辊、矫直辊由三台同型号电机共同驱动,完成引锭杆的上下传送运行和连铸坯牵引,三台电机必须保持同步,与一般的同步要求不同的是要保证三个辊面的线速度相同,而不是三台电机的转速相同,以避免出现负载分配不均引起母线过压、欠压、过载故障。
三台变频器接受相同的速度指令,按照同一频率运行,但由于三辊处于一个半径8m的圆弧段的不同位置上,若要保持三个辊面的线速度相同,则三台电机的转速实际应有轻微差别,加上三台电机的参数不可能完全相同,这就造成了三台电机同步的困难。
如果打开母线调节功能,虽然可以在一定程度上避免由于不同步造成的母线电压升高,但会造成电机转速的不稳定,从而使拉速值波动,进一步影响到结晶器钢水液面和二冷配水的稳定,甚至有造成事故的危险。
为此,我们利用变频器内置的PI控制功能,使三台电机构成主从驱动系统,即以上拉坯电机作为主驱动电机,工作在速度调节方式,下拉坯电机和矫直电机作为从动电机,工作在带有速度修正的速度调节方式下,通过比较主从电机的力矩电流产生偏差信号,从而修正从动电机的速度。
变频器间的力矩电流信号传送可以通过变频器内置的模拟量输入、输出通道来实现,无需另外添加硬件。
这种方法构成的主从驱动系统,结构简单,完全利用变频器内置功能实现,可以连续自动完成速度修正,应用在多辊传动的拉矫机上效果非常理想。
起重机调速技术已有了较长的发展历史,从直流调速到交流调速,从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置,再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。
但这些技术都存在着元件易损、维修不便、设备冲击大、调速范围小等许多缺点。
进入20世纪90年代以来,变频调速技术的日臻成熟,以其调速范围大、结构简单、维修方便、减小噪音、节约电力等优点,开始在起重领域得到广泛应用。
在起重变频调速系统运行中,当停车或下降时,重物产生的位势负载使电机处于发电状态,能量向电源侧回馈,由于大多数变频器没有电能回馈装置,此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式释放掉,所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。
本文重点介绍如何正确匹配计算制动电阻。
到目前为止,已经发现有多种版本的匹配计算方法出现,归纳大致如下;方法一、制动电阻的阻值和功率计算1.1刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量;当刹车电阻发热时,电阻值将会随温度的上升而变高,制动转矩亦随之减少。
刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。
(图1)图1刹车使用率ED%定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念:10%的制动频率可以这样理解,如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100%的功率,那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
1.2 制动单元动作电压准位当直流母线电压大于等于制动电压准位(甄别阈值)时,刹车单元动作进行能量消耗。
台达制动电压准位如表1所示。
点击看原图1.3 制动电阻设计(1)工程设计。
实践证明,当放电电流等于电动机额定电流的一半时,就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了,因此制动电阻的粗略计算是:其中:制动电压准位电机的额定电流。
为了保证变频器不受损坏,强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。
制动电阻阻值选型计算公式制动电阻在很多电气设备和系统中都起着重要的作用,比如说变频器、电梯系统等等。
要选对制动电阻的阻值,那就得有个靠谱的计算公式。
咱们先来说说为啥要选对制动电阻阻值。
就拿电梯来说吧,电梯上升的时候,电动机使劲儿拉着轿厢往上跑,这时候电动机消耗电能做功。
可电梯下降的时候,轿厢自己有往下跑的趋势,这时候电动机就变成了发电机,会产生电能。
如果不把这多余的电能消耗掉,那系统可就乱套啦,可能会出各种故障。
这时候制动电阻就派上用场啦,它能把多余的电能转化为热能消耗掉。
那怎么选阻值呢?这就得靠公式啦!一般来说,制动电阻阻值的计算公式是:R = Uc² / (0.1047 × (T × P - 0.2 × √(T × P) ) )。
这里面的Uc 是直流母线电压,T 是制动时间,P 是制动功率。
举个例子吧,有个变频器,直流母线电压是 700V,要求制动时间是 5 秒,制动功率是 50kW 。
那咱们就来算算这个制动电阻阻值。
先算括号里的,0.1047×(5×50 - 0.2×√(5×50)) ,这算出来大概是 25.2 。
然后 700²÷25.2 ,算下来制动电阻阻值大约是 1944 欧姆。
可别觉得这公式一用就万事大吉啦。
实际应用中,还得考虑好多因素呢。
比如说环境温度,如果周围温度太高,电阻散热不好,那就得选个阻值稍微小一点的,不然电阻太热可能会出问题。
还有电阻的功率,选小了可扛不住那么大的能量消耗,会被烧坏的。
我之前在一个工厂里就碰到过因为制动电阻阻值选得不对出的问题。
那是一套大型的生产设备,制动电阻阻值没选好,结果运行了没多久,电阻就热得发烫,最后直接罢工了。
整个生产线都停了下来,那损失可大啦!后来经过仔细计算和重新选型,才解决了问题,让生产线又正常运转起来。
所以说呀,制动电阻阻值选型可不能马虎,这公式虽然重要,但结合实际情况灵活运用更关键。
变频器制动电阻的作用,什么时候配、配多大,如何计算?制动电阻器制动电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。
通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,延长使用寿命,铝合金电阻易紧密安装、易附加散热器,外型美观,高散热性的铝合金外盒全包封结构,具有极强的耐振性,耐气候性和长期稳定性;体积小、功率大,安装方便稳固,外形美观,广泛应用于高度恶劣工业环境使用。
一、变频器带制动电阻是做什么用的1、解释1电机减速时,过大的设备惯量会将电动机变成发电机,这是出于发电运行状态,电机反向给变频器供电,这会造成变频器过压报警。
为了释放这部分能量,采用增大电阻功率(适当减小电阻值)的方法来实现的。
也有采用可反向供电到电源回路的,这在共直流母线的变频系统中运用的比较多,可节能。
制动电阻和发电效果是一样的,可防止变频器减速过压,减小减速距离,提高动态性能。
电机内置制动器一般是做最后停车制动的,而不做减速制动,这和电阻制动是有本质区别的,因为电阻制动只有电机减速的过程中有作用,在电机停止后是没有效果的,必须采用刹车才能让电机保持静止(有位能负载)。
2、解释2电机减速时,过大的设备惯量会将电动机变成发电机,这是出于发电运行状态,电机反向给变频器供电,这会造成变频器过压报警。
为了释放这部分能量,采用增大电阻功率(适当减小电阻值)的方法来实现的。
也有采用可反向供电到电源回路的,这在共直流母线的变频系统中运用的比较多,可节能。
制动电阻和发电效果是一样的,可防止变频器减速过压,减小减速距离,提高动态性能。
电机内置制动器一般是做最后停车制动的,而不做减速制动,这和电阻制动是有本质区别的,因为电阻制动只有电机减速的过程中有作用,在电机停止后是没有效果的,必须采用刹车才能让电机保持静止(有位能负载)。
变频器制动电阻介绍及计算方法变频器制动电阻是一种用于控制变频器输出电压的装置,通过增加电路中的电阻来实现电压的调节和限制。
在变频器控制系统中,制动电阻的作用主要有两个方面:一是限制电流,减小驱动电机的惯性;二是将多余的能量转化为热能散发出去,以保护变频器和电机。
制动电阻的设计和选型需要根据具体的应用需求来确定。
下面介绍一种常见的制动电阻计算方法:1.确定变频器额定电流(Ir)和制动电阻的额定功率(Pr):查阅变频器和电机的技术参数手册,获取变频器的额定电流和电机的额定功率。
2.根据额定电流和功率计算制动电阻的额定阻值(Rr):使用下面的计算公式进行计算Rr=Ur^2/Pr其中,Ur为变频器的直流母线电压。
3.确定制动电阻的额定电流(Ir):使用下面的计算公式进行计算Ir=Ur/Rr4.确定制动电阻的额定电压(Ur):根据应用需求和变频器的技术参数,确定制动电阻的额定电压。
一般来说,制动电阻的额定电压应该大于变频器的最高输出电压。
5.确定制动电阻的额定功率(Pr):根据制动电阻的额定电流和额定电压Pr=Ur*Ir6.根据计算结果选购合适的制动电阻:按照上述计算结果选购合适的制动电阻,注意要选择符合应用需求的型号和规格。
需要注意的是,上述计算方法只是一种基本的参考方法,实际的计算和选型过程可能会涉及更复杂的因素,如空气流动、工作环境温度等。
因此,在实际应用中,建议与专业的电气工程师或制动电阻供应商进行沟通和协商,以确保制动电阻的计算和选型符合实际需求。
总之,制动电阻是变频器控制系统中的重要组成部分,通过控制电压和限制电流,可以实现对驱动电机的控制和保护。
在计算和选型制动电阻时,需要综合考虑应用需求、技术参数和实际环境等因素,确保制动电阻的设计和选型符合实际需求。
浅谈起重机起升机构变频调速用制动电阻计算方法摘要:起重机起升机构电气制动的设计方案中,变频器搭配制动单元及制动电阻器的能耗制动作为一种安全经济的方案被广泛应用。
本文通过对常用的下降势能功率及制动电流估算法的对比分析,并结合实际工程案列,简要阐述了起重机起升机构变频调速用制动电阻计算方法。
关键词:制动电阻计算;下降势能功率法;制动电流估算法1.变频器电气制动过程分析制动是一边吸收负载的能量,一边运转的运行方式。
以达到让负载减速或停止的目的。
老式起重机硬接电气线路的制动控制方法主要采用直接机械式制动,由机械摩擦片产生的摩擦转矩制动,该种方法存在很多不足之处,不仅机械冲击大,振动剧烈,而且摩擦片损耗很快。
采用变频驱动的起重机在制动方法上则有了很大改善,变频驱动的电机在制动时,先进行电气制动,进行有效的制动缓冲,当制动对象速度降到很低时,机械制动器再进行动作,因此机械冲击非常小,制动过程平稳。
起重机电气制动种类很多,包括能耗制动,回馈制动,反接制动,涡流制动等,能耗制动的方案实际应用最多。
在起重机变频减速过程中,主要是通过降低变频器的输出频率来达到使电动机减速的目的。
根据相关公式我们可以知道,电动机的同步转速与电源频率成正比关系,随着频率的降低,电动机的同步转速也在下降。
同步转速从高速减低到低速响应速度很快,而电动机转子由于带有负载具有很大的惯性,瞬间仍然保持较高的转速,因此,电动机转子的实际转速高于同步转速,此时电动机处于发电状态,负载原有的部分动力和势能转换为电能,通过变频器的逆变装置回馈到直流母排上,导致直流母排的电压升高。
为了释放升高的电能,变频器就需要匹配合适容量的制动单元进行能量释放,通过制动单元将电动机反馈回来的电能释放到外接的制动电阻上生成热能。
否则,变频器将出现直流母排电压过高故障。
2.制动单元及制动电阻器变频器外接制动单元搭配制动电阻是解决反馈再生能量的一种有效方法且电气制动效果良好。
起重机变频制动电阻器的四种匹配计算方法 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】起重机调速技术已有了较长的发展历史,从直流调速到交流调速,从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置,再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。
但这些技术都存在着元件易损、维修不便、设备冲击大、调速范围小等许多缺点。
进入20世纪90年代以来,变频调速技术的日臻成熟,以其调速范围大、结构简单、维修方便、减小噪音、节约电力等优点,开始在起重领域得到广泛应用。
在起重变频调速系统运行中,当停车或下降时,重物产生的位势负载使电机处于发电状态,能量向电源侧回馈,由于大多数变频器没有电能回馈装置,此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式释放掉,所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。
本文重点介绍如何正确匹配计算制动电阻。
到目前为止,已经发现有多种版本的匹配计算方法出现,归纳大致如下;方法一、制动电阻的阻值和功率计算刹车使用率ED%制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。
刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量;当刹车电阻发热时,电阻值将会随温度的上升而变高,制动转矩亦随之减少。
刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。
(图1)图1刹车使用率ED%定义现在用一个例子来说明制动使用率的概念:10%的制动频率可以这样理解,如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100%的功率,那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
制动单元动作电压准位当直流母线电压大于等于制动电压准位(甄别阈值)时,刹车单元动作进行能量消耗。
台达制动电压准位如表1所示。
点击看原图制动电阻设计(1)工程设计。
实践证明,当放电电流等于电动机额定电流的一半时,就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了,因此制动电阻的粗略计算是:其中:制动电压准位电机的额定电流。
为了保证变频器不受损坏,强制限定当流过制动电阻的电流为额定电流时的电阻数值为制动电阻的最小数值。
选择制动电阻的阻值时,不能小于该阻值。
根据以上所叙,制动电阻的阻值的选择范围为:制动电阻的耗用功率当制动电阻在直流电压为的电路工作时,其消耗的功率为:耗用的含义:如果电阻的功率按照此数值选择的话,该电阻可以长时间的接入在电路里工作。
现场中使用的电阻功率主要取决于刹车使用率ED%。
因为系统的进行制动时间比较短,在短时间内,的温升不足以达到稳定温升。
因此,决定制动电阻容量的原则是,在制动电阻的温升不超过其允许数值(即额定温升)的前提下,应尽量减小容量,粗略算法如下:(2)举例。
根据以上的公式我们可以大致的推算出来我们需要的制动电阻的阻值和功率。
以VFD075F43A驱动的电机作为例来说明,电机额定电流是18A,输入电压AC460,则有:因此制动电阻的阻值取值范围:选择电阻阻值要选择市场上能够买到的型号和功率段为宜,选择阻值75欧。
根据实际的情况可以在计算的数值功率上适当的扩大。
方法二、制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩一般情况下,在进行电机制动时,电机内部存在一定的损耗,约为额定转矩的18%-22%左右,因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置;B、接着计算制动电阻的阻值在制动单元工作过程中,直流母线的电压的升降取决于常数RC,R即为制动电阻的阻值,C为变频器内部电解电容的容量。
这里制动单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时,制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据D、最后计算制动电阻的标称功率由于制动电阻为短时工作制,因此根据电阻的特性和技术指标,我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率,一般可用下式求得:制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%E 。
制动特点能耗制动(电阻制动)的优点是构造简单,缺点是运行效率降低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量,且制动电阻的容量将增大。
制动力矩计算要有足够的制动力矩才能产生需要的制动效果,制动力矩太小,变频器仍然会过电压跳闸。
制动力矩越大,制动能力越强,制动性能约好。
但是制动力矩要求越大,设备投资也会越大。
制动力矩精确计算困难,一般进行估算就能满足要求。
按100%制动力矩设计,可以满足90%以上的负载。
对电梯,提升机,吊车,按100%开卷和卷起设备,按120%计算离心机100%需要急速停车的大惯性负载,可能需要120%的制动力矩普通惯性负载80%在极端的情况下,制动力矩可以设计为150%,此时对制动单元和制动电阻都必须仔细合算,因为此时设备可能工作在极限状态,计算错误可能导致损坏变频器本身。
超过150%的力矩是没有必要的,因为超过了这个数值,变频器本身也到了极限,没有增大的余地了。
电阻制动单元的制动电流计算(按100%制动力矩计算)制动电流是指流过制动单元和制动电阻的直流电流。
380V标准交流电机:P――――电机功率P(kW)k――――回馈时的机械能转换效率,一般k=(绝大部分场合适用)V――――制动单元直流工作点(680V-710V,一般取700V)I――――制动电流,单位为安培计算基准:电机再生电能必须完全被电阻吸收电机再生电能(瓦)=1000×P×k=电阻吸收功率(V×I)计算得到I=P。
制动电流安培数=电机千瓦数即每千瓦电机需要1安培制动电流就可以有100%制动力矩制动电阻计算和选择(按100%制动力矩计算)电阻值大小间接决定了系统制动力矩的大小,制动力矩太小,变频器仍然会过电压跳闸。
电阻功率选择是基于电阻能安全长时间的工作,功率选择不够,就会温度过高而损坏。
380V标准交流电机:P――――电机功率P(kW)k――――回馈时的机械能转换效率,一般k=(绝大部分场合适用)V――――制动单元直流工作点(680V-710V,一般取700V)I――――制动电流,单位为安培R――――制动电阻等效电阻值,单位为欧姆Q――――制动电阻额定耗散功率,单位为kWs――――制动电阻功耗安全系数,s=Kc――――制动频度,指再生过程占整个电动机工作过程的比例,这事一个估算值,要根据负载特点估算一般Kc取值如下:电梯 Kc=10~15%油田磕头机 Kc=10~20%开卷和卷取 Kc=50~60% 最好按系统设计指标核算离心机 Kc=5~20%下放高度超过100m的吊车 Kc=20~40%偶然制动的负载 Kc=5%其它 Kc=10%电阻计算基准:电机再生电能必须被电阻完全吸收电机再生电能(瓦)=1000×P×k=电阻吸收功率(V×V/R)计算得到:制动电阻R=700/P (制动电阻值=700/电机千瓦数)电阻功率计算基准:电机再生电能必须能被电阻完全吸收并转为热能释放Q=P×k×Kc×s=P××Kc×近似为Q=P×Kc因此得到:电阻功率Q=电动机功率P×制动频度Kc制动单元安全极限:流过制动单元的电流值为700/R方法三、起重变频器制动功率的简便计算对于制动功率的计算通常是采用计算制动转矩的方法,但针对于起重变频器的制动功率的计算此方法不太适用且计算太复杂。
国内外的变频器厂家也没有针对起重变频器制动功率给出方便的计算方法,如果仅依据其选型手册按一般停车工况进行选型,通常不能正常使用。
如安川G7系列45KW变频器,如按手册选型最大选择制动单元为CDBR-4045B 1台,制动功率,如果此变频器用于提升机构,制动功率就会差的太多而无法工作。
ABB变频器制动单元选型手册也都是针对停车工况选型的计算,无法完成在起重领域应用时的选型。
对于起重变频器停车工况所需的制动功率容量较小,而重物下降时所需的制动功率容量较大,故选型时应满足最大下降重量、最大下降行程、最快下降速度的要求。
在起重机重荷下降时电动机作为发电机产生电能,而电动机的驱动是来自于重物的势能,根据能量守恒定律,产生的电能应等于重物势能的释放,又等于电阻的热能耗(在不考虑功率损耗)。
所以只需计算重物势能产生的功率就是所需的制动功率。
对于下降物体势能产生的功率很容易计算。
PE = GM ╳ VMPW = PE ╳(1-η)PE 下降势能产生的功率单位:瓦PW 制动功率单位:瓦GM 最大下降重量单位:牛VM 最快下降速度单位:米/秒η电机和变频器的内耗功率系数,一般为20%计算出制动功率PW后再依据厂家提供的手册配置相应的制动单元和制动电阻,一定要严格按照手册数据配置制动单元,否则可能会因配置不当导致制动单元电流过大而烧坏。
变频器制动电阻设计计算方法四1、首先依据电动机大小确定变频器的功率大小;2、制动单元功率的选择一般是变频器的功率大小的(1~2)倍;3、制动电阻值大小选择公式700/电动机功率KW(采用多个制动单元并联运行时,每个制动单元所配置的电阻器阻值不小于700/电动机功率KW;最小电阻值要按照有关配置表查得);4、制动电阻器功率大于电动机功率KW/2。
(按照公式Pb=8Q*v*η)5、制动电阻器箱数粗略计算为:电动机功率(KW)/(取整数上限值).。