如何制作刹车电阻？

5.8.2.1 用电热器件制作制动电阻

1.制作要点

（1）电压的匹配

由于电热器件的额定电压通常都是220V的，而变频器内直流回路的电压在正常情况下是513V，而允许值可达700V或更高。所以，电热器件的基本单元必须由三个串联而成。

（2）电阻值的匹配

制动电阻的电阻值常常是比较小的，经过串联后的电热器单元的电阻值要大得多，所以，还必须由若干个单元并联而成，如图5-51所示。

图5-51 自制制动电阻

2.优点

实践证明，这种方法有诸多好处：

1）价格低廉；

2）电热器件本身耐热性能较好，不易损坏；

3）一个制动电阻通常由多个电热器件组成，万一损坏，也不会一起损坏，而只损坏其中的一两个，降低了维修成本。

3.制动电阻的粗略算法

因为：

1）在正常情况下，变频器内部的直流电压等于513V左右，而通常在U_D>700V时才接通制动回路；

2）三相交流异步电动机的额定电流约等于其千瓦数的2倍。

所以：

式中 R_B———制动电阻的电阻值，Ω；

U_D———变频器内直流回路的电压，V；

I_B———制动电流，A；

I_MN———电动机的额定电流，A；

K_B———修正系数，可在0.5～1.5的范围内取值，根据所需制动转矩而定；

P_MN———电动机的额定转矩，N·m。

4.电热器件的电阻

根据电工基础知识：

R_B0=U²_N0/1000P_N0 （5-27）

式中 R_B0———每个电热器件的电阻，Ω；

U_N0———电热器件的额定电压，V；

P_N0———电热器件的额定功率，kW。

电热器件的额定电压大多等于220V，代入式（5-27）：

R_B0=48.4/P_N0 （5-28）

如前述，自制制动电阻是由3个电热器件串联成基本单元，又由n个基本单元并联而成。所以，合成的电阻值是：

式中 R_BS———电热器件的合成电阻，也就是自制制动电阻的电阻值，Ω；(www.xing528.com)

n———电热器件的并联支路数。

在实际工作中，已知的是：电动机的额定功率和所购得的电热器件的额定功率，要求的是所需要的并联支路数。由式（5-28）和式（5-29），令R_BS=R_B，则

5.计算实例

例1：一台22kW的异步电动机实现变频调速后需要接入制动电阻，用户购得的电热器件是220V、5kW的。取K_B=1，代入式（5-30），所需要的并联支路数是：

取 n=2

需购买6个电热器件，如图5-52a所示。

图5-52 自制制动电阻实例

a）例1的构成 b）例2的构成

例2：某龙门刨床的主电动机容量等于55kW，用户购得的电热器件是220V、10kW的。因刨台的惯性很大，取K_B=1.5，代入式（5-30），所需要的并联支路数是：

取 n=3

需购买9个电热器件，如图5-52b所示。

5.8.2.2 短时运行的制动电阻

1.短时运行实例

以带式输煤机为例，如图5-53a所示，其运行特点是：调节转速的次数很少，在工作期间一般不停机。所以，电动机处于再生制动状态的时间既少又短。

图5-53 制动电阻短时运行实例

a）带式输煤机 b）制动电路 c）制动电阻工况

当输煤机停机时，变频器的工作频率下降，如图5-53c中的曲线①所示。因为输煤机的惯性较大，故电动机在减速过程中，变频器的直流电压迅速上升，如图中的曲线②所示。当直流电压超过上限值700V时，制动单元BV导通，电压下降，如图5-53c中的曲线③所示。当电压下降到650V时，制动单元截止，制动电阻里的电流下降为0A。制动单元在电压上升时的导通电压和下降时的截止电压之间存在着“回差”（700V-650V）=50V，这是为了避免制动单元在700V上下来回振荡。

在图5-53c中，制动电阻通电的时间如图中的曲线④所示，可以看出，通电时间t_B是十分短暂的。

图5-54 短时运行的制动电阻

2.短时运行的制动电阻

因为是短时运行，所以，即使制动电阻里的电流超过额定电流，但因为通电时间很短，所产生的热量不多，是允许的。因此，每一个支路中可以只串联两个电热器件，如图5-54所示，串联后的额定电压只有440V，则：

式（5-29）应修正为

式（5-30）应修正为

以上述的带式输煤机为例，电动机容量为37kW，用户购得的电热器件是220V、5kW，因带式输煤机的惯性较大，取K_B=1.2，代入式（5-32），得

取 n=3