在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。 因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng).

 

　　能耗制動(dòng)的工作方式

 

　　能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。

 

　　制動(dòng)單元

 

　　制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。

 

　　制動(dòng)電阻

 

　　制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)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(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者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(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。

 

　　制動(dòng)過程

 

　　能耗制動(dòng)的過程如下：

 

　　能耗制動(dòng)的過程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

 

　　制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配

 

　　A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

 

　　= （(電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量+電機(jī)負(fù)載測折算到電機(jī)測的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）*（制動(dòng)前速度-制動(dòng)后速度））/375*減速時(shí)間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩

 

　　一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動(dòng)裝置；

 

　　B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值

 

　　=制動(dòng)元件動(dòng)作電壓值的平方/（0.1047*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）*制動(dòng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速）

 

　　在制動(dòng)單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng) 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。

 

　　C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇

 

　　在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：

 

　　制動(dòng)電流瞬間值=制動(dòng)單元直流母線電壓值/制動(dòng)電阻值

 

　　D、最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率

 

　　由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得： 制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率%

 

　　制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。

 

　　變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)計(jì)算方法

 

　　變頻器制動(dòng)電阻設(shè)計(jì)計(jì)算方法四

 

　　1、制動(dòng)電阻器箱數(shù)粗略計(jì)算為：電動(dòng)機(jī)功率（KW）/11.2(取整數(shù)上限值).

 

　　2、制動(dòng)單元功率的選擇一般是變頻器的功率大小的（1～2）倍；

 

　　3、制動(dòng)電阻器功率大于電動(dòng)機(jī)功率KW/2。（按照公式Pb=8Q*v*η）

 

　　4、制動(dòng)電阻值大小選擇公式700/電動(dòng)機(jī)功率KW（采用多個(gè)制動(dòng)單元并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每個(gè)制動(dòng)單元所配置的電阻器阻值不小于700/電動(dòng)機(jī)功率KW；最小電阻值要按照有關(guān)配置表查得）；

 

　　5、首先依據(jù)電動(dòng)機(jī)大小確定變頻器的功率大小；