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也谈电机能耗制动时的制动电阻计算

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发表于 2019-10-13 21:15:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
一个有意思的问题。最近,单位里清仓,翻出许多过去没有用上的变频器制动电阻。如下图示

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这么些电阻,还能再用上吗?领导把这事儿交给我,让计算一下,在今后的产品里用上。


也就是说,已知电阻,针对变频器系统,计算其串并联的组合。

过去,我们计算变频器直流母线的制动电阻,都是已知系统,然后计算电阻的配置和组合。现在问题反过来了,已知电阻,配置好串并联,去适应不同的系统?
这批电阻,有几种不同的阻值。但电阻功率都是2.5kW的纹波电阻。我只对其中一种阻值的电阻来进行配置和计算,其他的可以以此类推,就不再一一赘述。


电阻值31欧姆,功率2.5kW,一共有21只。
制动条件:100%电流连续工作不间歇模式应用。

计算和配置如下:

第一步,根据应用的工作制,电阻功率必须是实际使用的制动功率1倍以上。
第二步,根据第一步的条件,采用P = I∧2 * R 获取电阻允许的连续工作电流。
第三步,根据变频器的直流母线电压620V为制动单元开启阈值,计算所对应的电阻串联支路。

由第一步得到
P = 1250 W(电阻自身功率等于使用实际功率的1倍)

由第二步得到
I = √(1250 / 31) = 6.35 A

由第三步得到
R总 = 620 / 6.35 = 97.6欧姆

这样,三只电阻串联,即得到3 * 31 = 93欧姆。接近97.6欧姆。由此,用三只31欧姆/2.5kW电阻串联组成一个支路,即可吸收6.67A直流制动电流。

我们知道,一个3kW的交流异步电机额定线电流是6A左右。所以采用一个3串联的31欧姆/2.5kW电阻,即可实现其100%的连续满负荷制动了。尽管变频器输出的逆变器在输出线电流和直流母线电流之间有一个换算系数。但是,因为制动状态时,直流母线电压的设置阈值是620V,在620V到720V之间还有100V的上升空间,足矣满足100%吸收电机额定制动能力的需求。

如果是5.5kW电机,就并联2支路;如果是7.5kW电机,就并联3支路,...。以此类推。

备注:电阻功率与实际使用功率之比2:1的条件是,100%连续制动,环境状态空气自然冷却散热。电阻布局间距150-200mm空间。
来源:西门子工业技术论坛

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