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- 浔之漫智控技术(上海)有限公司
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- 西门子
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- 发布时间
- 2023-07-19 17:06:40
当一台感应电机被机械驱动,并且有一台变频器给电机的出线端子提供某一电压的时候,它将作为一台发电机给变频器回馈能量。
通常,在交流电机和负载的减速阶段,储存的大部分能量将被电机转化为电能反馈到变频器。当一个高惯性负载突然减速时,会有过大的反馈能量不能被变频器的直流母线所吸收,导致直流母线上电压过高而跳闸。
由于变频器的直流侧电容只能吸收很小一部分的反馈能量,对于超过系统本身损耗的的制动力矩, 需提供一个动力制动电路来消除剩余能量。通过控制一个专用的制动控制电路控制的制动单元的工作/停止周期来防止直流母线上的电压过高。通过控制在发电过程中制动单元的工作/停止周期来防止直流电压超过***大值和直流侧电容的过度充电。许多变频器的固有特征是当输出频率小于基础频率时,为恒定V/F比值控制(力矩恒定);当输出频率大于基础频率时,为恒电压控制(功率恒定)。因为其恒压变频特性,基础频率之上的再生功率是恒定的,但在基础频率之下,将逐渐衰减至在速度为零时功率为零。当停车时,系统固定损耗大多数情况为摩擦力使驱动系统停止。
当运行在基础频率之上任何速度,再生功率都为***大值且保持恒定,此时制动电阻器发挥***大功效。***大制动扭矩与在恒定电压下反比于电阻值的再生电流是一对函数关系。于是电阻值的选择决定了制动扭矩的大小。
电阻的额定功率取决于制动周期(制动时间和循环时间)和电阻的冷却。
出于安全的考虑,通常使用一个热继电器来单独保护电阻防止持续过载。这个热继电器应该控制切断变频器输入电源。
制动电阻的应用
通常情况下,当电源为380-460V时,变频器的直流母线电压***大值为800V,电阻,电缆,绝缘需与此工作电压匹配。
电阻值及额定功率可以由需吸收的能量,即释放的功率值和连续减速的延时时间算出。为了得到电阻的阻值需要知道要求的制动扭矩;为了得到电阻的额定功率需要知道负载的能量有多大。
电机和负载的动能等于 0,5 J²
在此 J = 电机和驱动器的总转动惯量(Kgm² ) | ||
= 角速度 (弧度值/秒), 或者 | ||
因为能量与角速度的平方成正比,系统的***大能量集中在高速状态,会在开始减速的时候传递给电阻。假如电机运转在基础频率之上,传递给电阻的能量为定值,直到降至基础频率以下。用于制动周期的制动电阻应能承受热冲击,推荐使用额定脉冲式电阻。
举例:
转动惯量为10 的负载由1500rpm减速到静止。
计算制动电阻值,额定功率。
需要的数据:
电机及驱动 30kW
电机额定转矩 191Nm
减速时间 待定
重复周期时间 30 s
负载转动惯量 (J) 10 Kgm²
电阻阻值(R) 未知
电阻额定功率值(Pr) 未知
电阻工作电压 (V) 750V
首先***基本的一步是确定减速时间 (Tb ):
***大减速发生在电机额定转矩的150%。
***大值 Mb max = 1.5 x 191 = 286.5
***快的减速时间Tb :
秒 |
可以确定一个实际的减速时间 , 对于这个例子,令 =7s
计算减速时间为7s时需要的制动转矩
制动功率为:
Kw |
= 35.24 kW
制动电阻阻值为:
电阻的额定功率为:
由于制动电阻的工作为间歇性的,其额定功率可按间歇性的功率选择而不必是连续功率。优点是可根据电阻的过载系数来充分利用电阻的过载值(O/L), 这个系数可由一组冷却曲线得出,这个曲线是由制动电阻生产商或者供应商提供的。
在这个例子中,减速时间设置为7秒,循环周期时间为30秒。
所选择的电阻的额定功率为:
= 17.5Kw
实际上,在再生制动过程中,电机和负载的机械损耗可耗散15%到20%的制动能量。通常的情况下,实际上推荐的制动电阻阻值是代表应用中的***小值,使用推荐的阻值有可能会产生额外的制动转矩。然而,由于负载惯量的能量反馈值是由减速度决定,制动单元通过调整制动电阻的运行/停止周期来实现按照实际速率消耗能量。
一般规定
智能化系统设备的供电与接地应做到安全可靠、经济合理、技术先进。
设计要素
应对智能化系统设备进行分类,根据分类配置相应的电
为满足将来扩容的需要,电源设备机房应留有裕量。
供电电源质量应符合国家现行有关规范和产品使用的技术条件的规定。
根据智能化系统的规模大小、设备分布及对电源需求等因素,采取UPS分散供电方式或UPS集中供电方式。
电力系统与弱电系统的线路应分开敷设。
应采用总等电位联结,各楼层的智能化系统设备机房、楼层弱电间、楼层配电间等的接地应采用局部等电位联结。接地极当采用联合接地体时,接地电阻不应大于1Ω;当采用单独接地体时,陵地电阻不应大于4Ω。
智能化系统设备的供电系统应采取过电压保护等保护措施。
在智能化系统设备和电气设备的选择及线路敷设时应考虑电磁兼容问题。
设计标准
甲级标准应符合下列条件:
1 应有两路独立电源供电,并在末端自动切换。
2 重要的设备应配备UPS电源装置。
3 电源质量应符合下列规定:
1)稳态电压偏移不大于±2%;
2)稳态频率偏移不大于±0.2 Hz;
3)电压波形畸变率不大于5%;
4)允许断电持续时间为0~4ms。
当不能满足上述要求时,采用稳频稳压及不间断供电等措施。
4 重要设备应采用放射式专用回路供电,其他设备可采用树干式或链式供电。
5 电力干线与弱电干线应分别设置独立的楼层配电间和楼层弱电间,配电间和弱电间的大小及水平出线位置应留有裕量,其地坪宜高出本层地坪30mm。
6 智能化系统的总控制室(主机房)应设置专用配电箱,该专用配电箱的配出回路应留有裕量。
7 每层或每个承租单元内应设置专用的用户配电箱,从该用户配电箱引出的电源线路应与弱电线路分开敷设。
8 地面配线可采用架空地板配线方式或网络地板配线方式。
9 吊顶内应设线槽或穿管敷设。
10 电源插座:
容量:办公室宜按60V·A/m2以上考虑;
数量:办公室宜按20个/100m2以上设置(每个插座宜按300V·A计算);
类型:插座必须带有接地极的扁圆孔多用插座。
乙级标准应符合下列条件:
1 应有两路独立电源供电,并在末端自动切换。
2 重要设备可配备UPS电源装置。
3 供电电源质量应符合下列规定:
1)稳态电压偏移不大于±5%;
2)稳态频率偏移不大于±0.5Hz;
3)电压波形畸变率不大于8%;
4)允许断电持续时间为4~200ms。
当不能满足上述要求时,采用稳频稳压及不间断供电等措施。
4 重要设备应采用放射式专用回路供电,其他设备可采用树干式或链式供电。
5 电力干线与弱电干线应分别设置独立的楼层配电间和楼层弱电间,配电间和弱电间的大小及水平出线位置应留有裕量,其地坪宜高出本层地坪30mm。
6 智能化系统的总控制室(主机房)内应设置专用配电箱,该专用配电箱的配出回路应留有裕量。
7 每层或每个承租单元内应设置专用的用户配电箱,从该专用配电箱的配出回路应留有裕量。
8 地面配线可采用网络地板、地板线槽、地板配管等敷线方式。
9 吊顶内宜设线槽或穿管敷设。
10 电源插座:
容量:办公室宜按45V·A/m2以上考虑;
数量:办公室宜按15个/100m2以上设置(每个插座宜按300V·A计算);
类型:插座必须带有接地极的扁圆孔多用插座。
丙级标准应符合下列条件:
1 宜由两路电源供电,并在末端自动切换。
2 重要设备宜配备UPS电源装置。
3 供电电源质量应满足产品的使用要求。
4 智能化系统设备宜采用专用回路供电。
5 电力干线与弱电干线宜分别设置独立的楼层配电间和楼层弱电间,配电间和弱电间的大小及水平出线位置应留有裕量,其地坪宜高出本层地坪30mm。
6 智能化系统的总控制室(主机房)内宜设置专用配电箱,该专用配电箱的配出回路应留有裕量。
7 每层或每个承租单元的用户配电箱应集中设置在公共空间内,从该用户配电箱的配出回路应留有裕量。
8 地面配线可采用地板线槽、地板配管等敷线方式。
9 吊顶内应预留一定的空间供将来配线使用。
10 电源插座:
容量:办公室宜按30V·A/m2以上考虑;
数量;办公室宜按10个/100m2以上设置(每个插座宜按
300V·A计算);
类型:插座必须带有接地极的扁圆孔多用插座