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伺服驅動如何選擇合適的制動電阻?

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伺服驅動如何選擇合適的制動電阻?

發布日期:2017-10-17 作者: 點擊:

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    制動電阻,主要用于伺服驅動控制電機快速停車的機械系統中,幫助電機將其因快速停車所產生的再生電能轉化為熱能。是電動缸控制上最常用的配件之一。

電動缸

    制動電阻是用于將電動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。伺服驅動器受體積影響,內部可以自帶的制動電阻功率有限,在很多高速啟停或者負載慣量比較大的設備上需要客戶選擇功率大一些的外接制動電阻來消耗掉再生能量。

    通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:波紋電阻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,鋁合金電阻易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀,高散熱性的鋁合金外盒全包封結構,具有極強的耐振性,耐氣候性和長期穩定性;體積小、功率大,安裝方便穩固,外形美觀,廣泛應用于高度惡劣工業環境使用。

鋁殼電阻

①、保護伺服驅動器不受再生電能的危害

電機在快速停車過程中,由于慣性作用,會產生大量的再生電能,如果不及時消耗掉這部分再生電能,就會直接作用于伺服驅動的直流電路部分,輕者,伺服驅動會報故障,重者,則會損害伺服驅動;制動電阻的出現,很好的解決了這個問題,保護伺服驅動不受電機再生電能的危害。

②、保證電源網絡的平穩運行

制動電阻將電機快速制動過程中的再生電能直接轉化為熱能,這樣再生電能就不會反饋到電源電網絡中,不會造成電網電壓波動,從而起到了保證電源網絡的平穩運行的作用。 

如何選擇制動電阻的阻值?

1、基礎概念

制動電阻的選擇除受到變頻器專用型能耗制動單元最大允許電流的限制外,與制動單元也并無明確的對應關系,其阻值主要根據所需制動轉矩的大小選擇, 

  功率根據電阻的阻值和使用率確定。 制動電阻阻值的選定有一個不可違背的原則:應保證流過制動電阻的電流IC小于制動單元的允許最大電流輸出能力,即:R > Umax/Ic 

其中:

Umax為伺服驅動直流側所可能出現的最大直流電壓。 

Ic為制動單元的最大允許電流。 

  為充分利用所選用的變頻器專用型能耗制動單元的容量,通常制動電阻阻值的選取以接近上式計算的最小值為最經濟、同時還可獲得最大的制動轉矩,然而這需要較大的制動電阻功率。在某些情況下,并不需要很大的制動轉矩,此時比較經濟的辦法是選擇較大的制動電阻阻值、也因此可以減小制動電阻的功率,從而減少購買制動電阻所需的費用,這樣的代價是制動單元的容量沒有得到充分利用。 

2、制動電阻電阻功率計算基礎

在選定了制動電阻的阻值以后,應該確定制動電阻的功率值,制動電阻功率的選取相對比較繁瑣,它與很多因素有關。制動電阻消耗的瞬時功率按下式計算:

P 瞬= 7002 /R 

  按上式計算得到的制動電阻功率值是制動電阻可以長期不間斷的工作可以耗散的功率數值,然而制動電阻并非是不間斷的工作,這種選取存在很大的浪費,在本產品中,可以選擇制動電阻的使用率,它規定了制動電阻的短時工作比率。制動電阻實際消耗的功率按下式計算: 

  P 額=7002 /R×rB% rB%:制動電阻使用率。 

  實際使用中,可以按照上式選擇制動電阻功率,也可以根據所選取的制動電阻阻值和功率,反過來計算制動電阻所能夠承受的使用率,從而正確設置,避免制動電阻過熱而損壞。

鋁殼電阻 

3、制動電阻使用率確定

制動電阻使用率規定了制動電阻的使用效率,以避免制動電阻過熱而損壞,它會影響制動單元的制動效果。 

制動電阻的使用率設置越低,電阻的發熱程度越小,電阻上消耗的能量越少,制動效果越差。同時,制動單元的容量也沒有得到充分利用。 

理論上講,制動電阻使用率為100%時,對制動單元容量的利用最充分,制動效果也最明顯,然而這需要較大的制動電阻功率的代價,使用者應綜合考慮。 

在制動電阻阻值和功率都已經確定的前提下,對于減速較慢的大慣性負載,選取較低的電阻使用率會取得較好的效果。對于需要快速停機的負載,宜選取較大制動電阻使用率。

4、外接制動電阻選擇

波紋電阻

 如選外接制動電阻的阻值應與內置制動電阻的阻值一致,功率≥內置電阻的額定功率,最好是1.5倍以上。


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