如何選擇合適的伺服剎車(chē)電阻?
制動(dòng)電阻,主要用于伺服驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)快速停車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)中,幫助電機(jī)將其因快速停車(chē)所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。是電動(dòng)缸控制上最常用的配件之一。
制動(dòng)電阻是用于將電動(dòng)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?jī)蓚(gè)重要的參數(shù)。伺服驅(qū)動(dòng)器受體積影響,內(nèi)部可以自帶的制動(dòng)電阻功率有限,在很多高速啟停或者負(fù)載慣量比較大的設(shè)備上需要客戶(hù)選擇功率大一些的外接制動(dòng)電阻來(lái)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殼電阻兩種: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(wú)機(jī)涂層,有效保護(hù)電阻絲不被老化,延長(zhǎng)使用壽命,鋁殼電阻易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀,高散熱性的鋁合金外盒全包封結(jié)構(gòu),具有極強(qiáng)的耐振性,耐氣候性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性;體積小、功率大,安裝方便穩(wěn)固,外形美觀,廣泛應(yīng)用于高度惡劣工業(yè)環(huán)境使用。
①、保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)器不受再生電能的危害
電機(jī)在快速停車(chē)過(guò)程中,由于慣性作用,會(huì)產(chǎn)生大量的再生電能,如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能,就會(huì)直接作用于伺服驅(qū)動(dòng)的直流電路部分,輕者,伺服驅(qū)動(dòng)會(huì)報(bào)故障,重者,則會(huì)損害伺服驅(qū)動(dòng);制動(dòng)電阻的出現(xiàn),很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)不受電機(jī)再生電能的危害。
②、保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行
制動(dòng)電阻將電機(jī)快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能,這樣再生電能就不會(huì)反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中,不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。
如何選擇伺服剎車(chē)電阻的阻值?
1、基礎(chǔ)概念
伺服剎車(chē)電阻的選擇除受到變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元最大允許電流的限制外,與制動(dòng)單元也并無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,其阻值主要根據(jù)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小選擇,
功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動(dòng)電阻阻值的選定有一個(gè)不可違背的原則:應(yīng)保證流過(guò)制動(dòng)電阻的電流IC小于制動(dòng)單元的允許最大電流輸出能力,即:R > Umax/Ic
其中:
Umax為伺服驅(qū)動(dòng)直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。
Ic為制動(dòng)單元的最大允許電流。
為充分利用所選用的變頻器專(zhuān)用型能耗制動(dòng)單元的容量,通常制動(dòng)電阻阻值的選取以接近上式計(jì)算的最小值為最經(jīng)濟(jì)、同時(shí)還可獲得最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率。在某些情況下,并不需要很大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,此時(shí)比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動(dòng)電阻阻值、也因此可以減小制動(dòng)電阻的功率,從而減少購(gòu)買(mǎi)制動(dòng)電阻所需的費(fèi)用,這樣的代價(jià)是制動(dòng)單元的容量沒(méi)有得到充分利用。
2、制動(dòng)電阻電阻功率計(jì)算基礎(chǔ)
在選定了制動(dòng)電阻的阻值以后,應(yīng)該確定制動(dòng)電阻的功率值,制動(dòng)電阻功率的選取相對(duì)比較繁瑣,它與很多因素有關(guān)。制動(dòng)電阻消耗的瞬時(shí)功率按下式計(jì)算:
P 瞬= 7002 /R
按上式計(jì)算得到的制動(dòng)電阻功率值是制動(dòng)電阻可以長(zhǎng)期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值,然而制動(dòng)電阻并非是不間斷的工作,這種選取存在很大的浪費(fèi),在本產(chǎn)品中,可以選擇制動(dòng)電阻的使用率,它規(guī)定了制動(dòng)電阻的短時(shí)工作比率。制動(dòng)電阻實(shí)際消耗的功率按下式計(jì)算:
P 額=7002 /R×rB% rB%:制動(dòng)電阻使用率。
實(shí)際使用中,可以按照上式選擇制動(dòng)電阻功率,也可以根據(jù)所選取的制動(dòng)電阻阻值和功率,反過(guò)來(lái)計(jì)算制動(dòng)電阻所能夠承受的使用率,從而正確設(shè)置,避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞。
3、制動(dòng)電阻使用率確定
制動(dòng)電阻使用率規(guī)定了制動(dòng)電阻的使用效率,以避免制動(dòng)電阻過(guò)熱而損壞,它會(huì)影響制動(dòng)單元的制動(dòng)效果。
制動(dòng)電阻的使用率設(shè)置越低,電阻的發(fā)熱程度越小,電阻上消耗的能量越少,制動(dòng)效果越差。同時(shí),制動(dòng)單元的容量也沒(méi)有得到充分利用。
理論上講,制動(dòng)電阻使用率為100%時(shí),對(duì)制動(dòng)單元容量的利用最充分,制動(dòng)效果也最明顯,然而這需要較大的制動(dòng)電阻功率的代價(jià),使用者應(yīng)綜合考慮。
在制動(dòng)電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下,對(duì)于減速較慢的大慣性負(fù)載,選取較低的電阻使用率會(huì)取得較好的效果。對(duì)于需要快速停機(jī)的負(fù)載,宜選取較大制動(dòng)電阻使用率。
4、外接制動(dòng)電阻選擇
如選外接制動(dòng)電阻的阻值應(yīng)與內(nèi)置制動(dòng)電阻的阻值一致,功率≥內(nèi)置電阻的額定功率,最好是1.5倍以上。
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