如何計算制動電阻的功率|上海晶犀

隨著變頻器在電機調速領域的普及與推廣，在很多應用領域需要快速停車或瞬時減速，此時由于機械慣性的存在，電機的實際轉速將會大于變頻器輸出的同步轉速，電動機將運行于發電狀態，或在起重/提升/開卷類應用中，電機輸出轉矩與實際轉速方向相反時，電機也運行于發電狀態。系統的動能/重力勢能等通過齒輪箱/電機和變頻器轉變為電能，除一部分以機械損耗的形式消耗掉外，大部分將通過變頻器逆變 IGBT 的反并聯二極管回饋到中間直流環節，對于電壓源型變頻器，雖然直流電容的容量較大，但其所能儲存的能量依然有限，當電動機所發

出的電能超過直流環節電容的儲存能力、變頻器網側整流單元不具備回饋到電網的能力或回饋能力不足時，就必須在直流環節盡快把能量消耗掉，最簡單的方式就是使用制動單元和制動電阻。

制動電阻功率的計算

由于拖動系統的制動時間通常是短暫的，在短時制動過程中，制動電阻的溫升還達不到其額度溫升，而在制動后的停歇時間又較長，這時制動電阻的溫度完全可以降至環境溫度。因此，選擇制動電阻的額定功率完全可以小于通電時耗用功率。西門子選型手冊中給出的制動電阻的功率不能滿足現場工況時，

可以由公式來計算得出：

式中 PB0——制動電阻的最大功率。

式中 UD——直流回路電壓，一般取 760V。

式中 RB——制動電阻的阻值。

RB 制動電阻的阻值可以從手冊中查到，由變頻器決定。

制動電阻的功率 PB0 安照公式進行計算，當計算過程中所得的制動電阻的最大功率超過變頻器額度功率時，以變頻器的額定功率作為制動電阻的最大功率，這樣選取的電阻可以長期接入電路工作。但實際工況中制動電阻工作的的時間是短暫的，其實際功率值可以比耗用功率值小。因此，決定制動電阻功率的原則是，在電阻的溫升不超過其額定溫升的前提下，應盡量減小其功率值。

制動電阻功率修正系數的確定

（1） 不頻繁制動的負載。制動的次數較少，一次制動以后，在較長的時間內不再制動的負載，如二次方率負載。對于這種負載，修正系數的大小取決于每次制動所需要的時間。

當每次制動時間 tB 小于 10s 時，可取γB =7;

當每次制動時間 tB 超過 100s 時，可取γB =1;

（2） 頻繁制動的負載。許多機械是需要反復制動的，如起重機械、龍門刨床等。

對應這類負載，修正系數的大小取決于每次制動時間 tB 與每兩次制動之間的時間間隔 tC 之比（tB/tC），其比值稱為制動占空比。在實際生產中，由于制動占空比經常變動，所以，只能取一個平均數。這時修正系數 γB 可按如下方法確定：

當 tB/tC≤0.01 時，取 γB=5；

當 tB/tC≥0.15 時，取 γB =1；

結束語

由于制動電阻的標稱功率比實際消耗的功率小的多，并且制動電阻的通電時間也很難準確的估算，因此，實際運行過程中如果通電時間超過預設的通電時間，將導致制動電阻過熱而損壞。所以，選型時要適當的增加余量，其次對制動電阻應加過熱保護，過熱保護可以使用熱繼電器，也可以自行設計過熱保護電路。

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