（已结帖）工控求职面试题擂台第二十期—变频器的制动 点击：990 | 回复：27
擂台一：变频器制动时在什么情况下需要外接制动组件？其外接制动组件包括哪些部件？请详细回答，有相关图形辅助解释的更佳！
擂台二：什么是直流制动（能耗制动）？直流制动（能耗制动）有什么特点，请详细说明直流制动的原理，有相关的图形辅助解释更佳！
工控求职面试题擂台每周一期每期两题，内容旨在服务于即将毕业的面临找工作的工控学子们，但是打擂者不限，只要求能给出完整的，尽可能的详细的答案即可，打擂者可以根据兴趣随便选择一题作答，也可两题一起做答，结果按较好题给分。本期下周结贴。奖项设置：一等奖1名：30MP，二等奖2名：20MP，三等奖3名：10MP，鼓励奖10名：30积分。
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所谓“直流制动”，一般指当变频器的输出频率接近为零，电机的转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。由于旋转系统存储的动能转换成电能以热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中，为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中电机发热，需串入制动单元/制动电阻。而转炉拖动系统有其特点:首先，工作状态下变频器的输出频率基本在35-38Hz左右;其次，转炉系统不会频繁的启停。如图1所示为一般交流电动机制动时的机械特性曲线。图1中:①为正常工作时的曲线，②为直流制动时机械特性。设A点为正常工作点，在变频调速通常设置的制动过程中，电动机先减速，此时同步磁场转速低于转子转速，工作点在同一转速下由曲线①的A点跳至曲线②的B点，即从第一象限过渡到第二象限，通常称之为同一转速下特性的跳转，则电机得到反方向的制动转矩Tb进入发电制动状态，拖动系统沿图1中曲线②迅速降速，当低于某一转速后，变频器输出直流，形成固定磁场，产生制动转矩。在这一过程中，电机将经过短暂的再生发电制动和能耗制动最终停止，因此需要接入制动单元/制动电阻，以防止电机发热。
图1 直流制动机械特性
图2 直流制动的设定
从理论上分析，如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降
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直流制动原理
当异步电动机的定子绕组中通入直流电流时，所产生的磁场将是空间位置不变的恒定磁场，而转子因惯性而继续以其原来的速度旋转，此时，转动的转子切割这个静止磁场而产生制动转矩，系统存储的动能转换成电能消耗于电动机的转子回路，进而达到电动机快速制动的效果。
为保证电动机的安全，直流制动最好与能耗制动配合使用。
变频器直流制动设定
直流制动主要设定以下三个内容
2.1、开始转为直流制动时的起始频率
2.2、施加于定子绕组的直流制动电压 由于定子绕组的直流电阻很小，故直流制动电压的调节范围通常为主电路直流电压的0~10%；
2.3、制动时间 制动时间不可能和实际制动时间正好一致，为保证制动效果，通常设定得略大一些；
变频器直流制动原则
设定直流制动的起始频率和直流制动电压，要遵循以下几个原则：
3.1、确保能够消除驱动系统的“爬行”现象；
3.2、直流制动电流不应超过变频器的额定电流；
3.3、制动过程中系统无强烈振动
直流制动适用场合
直流制动适用于三相异步电动机功率为50-100KW。
4.1、要求平稳无冲击、停车精确，如针织、缝纫、起重、提升机等；
4.2、起动前先制动电机，消除由于外界因素引起的不规则旋转，如大型风机等；
1：当工作机械要求快速制动，而在所要求的时间内，变频器内接的制动电阻来不及消耗掉再生电能而使直流部分“过压”时，需要加接制动组件，以加快消耗再生产电能的速度。在要求电机快速制动的情况下变频器要使用制动电阻。因为电机在快速停车时，能量会反馈到变频器，使变频器直流母线电压快速升高，从而变频器过压报警，加了电阻后，电机快速制动时，变频器直流母线电压升高到一个值后（一般是650V左右），变频器会通过制动电阻把多余的电压消耗掉。
2：直流制动：变频器向电动机的定子通直流电时，异步电动机便处于能耗制动制动状态。这种情况下，变频器的输出频率为零，电动机的定子磁场不再旋转，转动的转子切割这个静止磁场而产生制动转矩。旋转系统存储的动能转换成电能消耗于电动机的转子回路。
直流制动特点：直流电机的转速较高，转动惯量较大，所以制动的要求就更为迫切和必要。一般的直流电机的反向控制都极为方便，故其制动方法多而灵活。
直流制动原理：当异步电动机的定子绕组中通入直流电流时，所产生的磁场将是空间位置不变的恒定磁场，而转子因惯性而继续以其原来的速度旋转，此时，转动的转子切割这个静止磁场而产生制动转矩，系统存储的动能转换成电能消耗于电动机的转子回路，进而达到电动机快速制动的效果。
制动电阻计算方法 、
制动转矩 制动电阻
90％ R=780Ω／电动机kW
100％ R=700Ω／电动机kW
110％ R=650Ω／电动机kW
120％ R=600Ω／电动机kW
注 ：
l.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.制动时间通过R的不同可人为选择；
4.小容量变频器(≤7 5kw)一般是内接制动单元和制动电阻的；
5.当在快速制动出现过电压时，说明是阻值过大来不及放电，应减小电阻值。
电阻功率计算方法、
制动性质 电阻功率
一般负载 P(kw)=电动机额定功率kw×lO％
频繁制动(1min5次以上) P(kw)=电动机额定功率kw×15％
长时间制动(每次4min以上) P(kw)=电动机额定功率kw×20％
能耗制动是单纯依靠电机来消耗动能来达到停车的目的，因而制动效果和精度并不理想。在一些要求制动时间短和制动效果好的场合，一般不使用此制动方法。如起重机械，其运行特点是电机转速低，频繁地起动、停止和正反转，而且拖着所吊重物运行。为了实现准确而又灵活的控制，电机经常处于制动状态，并且要求制动力矩大。而能耗制动则达不到上述要求。故起重机械一般采用反接制动，且要求有机械制动，以防在运行过程中或失电时，重物滑落。
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