变频器配备制动电阻的作用及其选型

在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态，与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经整流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压升高。

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。当变频器带动的电机或其他感性负载在停机的时候，一般都是采用能耗制动的方式来实现的，就是把停止后电机的动能和线圈里面的磁能都通过一个别的耗能元件消耗掉,从而实现快速停车。

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壳，全密封结构，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。

波纹电阻

铝壳电阻

当变频器减速的时候，变频器输出频率降低，但是电机由高速变低速的时候，电机由电动状态变成发电状态，发的电就通过IGBT开关的时候返回到直流母线了，所以制动的时候会导致直流母线电压升高，制动电阻使用的时候要配合制动单元，当制动单元投入的时候，检测直流母线电压过高，就会控制制动单元内的IGBT导通（和变频输出似的，间断导通）进行放电，当电压下降到设定值以下是，停止触发。

制动电阻阻值的计算

制动电阻的选择除受到变频器专用型能耗制动单元最大允许电流的限制外，与制动单元也并无明确的对应关系，其阻值主要根据所需制动转矩的大小选择，功率根据电阻的阻值和使用率确定。制动电阻阻值的选定有一个不可违背的原则：应保证流过制动电阻的电流Ic小于制动单元的允许最大电流输出能力，即：R > 800/Ic。

其中：800 - 变频器直流侧所可能出现的最大直流电压。Ic -制动单元的最大允许电流。

为充分利用所选用的变频器专用型制动单元的容量，通常制动电阻阻值的选取以接近上式计算的最小值为最经济、同时还可获得最大的制动转矩.

制动力矩或制动电阻计算（380V 系列）：

92% R=780/ 电动机KW

100% R =700/ 电机功率

110% R=650/ 电动机KW

120% R=600/ 电动机KW （大于7.5KW 电机）

R=400/ 电动机KW （小于7.5KW 电机）

注：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;

②不 可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;

③制动时间可人为选择;

④小容量变频器(≤ 7.5KW) 一般是内接制动单元和制动电阻的;

电阻功率计算方法:

电阻功率= 电机功率* （10%--15% ）

一般负荷W(Kw)= 电机功率* 10℅

频繁制动（ 1 分钟5 次以上） W(Kw)= 电机功率* 15 ℅

长时间制动（每次4 分钟以上） W(Kw)= 电机功率* 20℅

一般制动电阻器的选择应使制动电流Is 不超过变频器的额定电流Ie，制动电阻最大功率Pmax 要小于1.5 倍的变频器功率，然后与过载系数相乘。过载系数与减速时间和持续制动时间有关。

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