制動電阻器制動電阻是用于將電動機(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：波紋電阻采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命，鋁合金電阻易緊密安裝、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、制動電阻的構(gòu)件
1.1、陶 瓷 管：是合金電阻絲的骨架，同時具有散熱器的功效；
1.2、合金電阻絲：扁帶波浪形狀，纏繞在陶瓷管表面上，負(fù)責(zé)將電機(jī)的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能；
1.3、涂 層：涂在合金電阻絲的表面上，具有耐高溫的特性，功用是阻燃；
2、制動電阻的作用
2.1、保護(hù)變頻器不受再生電能的危害
電機(jī)在快速停車過程中，由于慣性作用，會產(chǎn)生大量的再生電能，如果不及時消耗掉這部分再生電能，就會直接作用于變頻器的直流電路部分，輕者，變頻器會報(bào)故障，重者，則會損害變頻器；制動電阻的出現(xiàn)，很好的解決了這個問題，保護(hù)變頻器不受電機(jī)再生電能的危害；
2.2、保證電電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行
制動電阻將電機(jī)快速制動過程中的再生電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，這樣再生電能就不會反饋到電源電網(wǎng)絡(luò)中，不會造成電網(wǎng)電壓波動，從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行的作用。
3、制動電阻的選擇
制動電阻的選擇除受到變頻器專用型能耗制動單元最大允許電流的限制外，與制動單元也并無明確的對應(yīng)關(guān)系，其阻值主要根據(jù)所需制動轉(zhuǎn)矩的大小選擇。
功率根據(jù)電阻的阻值和使用率確定。 制動電阻阻值的選定有一個不可違背的原則：應(yīng)保證流過制動電阻的電流IC小于制動單元的允許最大電流輸出能力，即：R > 800/Ic
其中：800 —— 變頻器直流側(cè)所可能出現(xiàn)的最大直流電壓。
Ic —— 制動單元的最大允許電流。
為充分利用所選用的變頻器專用型制動單元的容量，通常制動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)、同時還可獲得最大的制動轉(zhuǎn)矩，然而這需要較大的制動電阻功率。在某些情況下，并不需要很大的制動轉(zhuǎn)矩，此時比較經(jīng)濟(jì)的辦法是選擇較大的制動電阻阻值、也因此可以減小制動電阻的功率，從而減少購買制動電阻所需的費(fèi)用，這樣的代價是制動單元的容量沒有得到充分利用。
4、制動電阻的計(jì)算
在選定了制動電阻的阻值以后，應(yīng)該確定制動電阻的功率值，制動電阻功率的選取相對比較繁瑣，它與很多因素有關(guān)。
制動電阻消耗的瞬時功率按下式計(jì)算：P 瞬= 7002 /R
按上式計(jì)算得到的制動電阻功率值是制動電阻可以長期不間斷的工作可以耗散的功率數(shù)值，然而制動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，可以選擇制動電阻的使用率，它規(guī)定了制動電阻的短時工作比率。制動電阻實(shí)際消耗的功率按下式計(jì)算：
P 額=7002 /R×rB%
rB%：制動電阻使用率。
實(shí)際使用中，可以按照上式選擇制動電阻功率，也可以根據(jù)所選取的制動電阻阻值和功率，反過來計(jì)算制動電阻所能夠承受的使用率，從而正確設(shè)置，避免制動電阻過熱而損壞。
5、制動電阻使用率的確定
制動電阻使用率規(guī)定了制動電阻的使用效率，以避免制動電阻過熱而損壞，它會影響制動單元的制動效果。
制動電阻的使用率設(shè)置越低，電阻的發(fā)熱程度越小，電阻上消耗的能量越少，制動效果越差。同時，制動單元的容量也沒有得到充分利用
理論上講，制動電阻使用率為100%時，對制動單元容量的利用最充分，制動效果也最明顯，然而這需要較大的制動電阻功率的代價，使用者應(yīng)綜合考慮。
在制動電阻阻值和功率都已經(jīng)確定的前提下，對于減速較慢的大慣性負(fù)載，選取較低的電阻使用率會取得較好的效果。對于需要快速停機(jī)的負(fù)載，宜選取較大制動電阻使用率。
6、制動電阻的降額選擇
按照上述方法計(jì)算得到的制動電阻功率是足夠的，根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，還可以進(jìn)一步降額選擇。
6.1、非復(fù)制動
所謂非重復(fù)制動，是指拖動系統(tǒng)在一個相當(dāng)長的時間內(nèi)只有一次減速制動過程，因此制動電阻在該段時間內(nèi)只有一次消耗能量的過程，制動電阻的功率也因此可以進(jìn)一步減小，減小的幅度決定于制動電阻的耐沖擊能力和單次減速制動的動作時間。
不考慮制動電阻耐沖擊能力的因素，在非重復(fù)制動系統(tǒng)中，制動電阻的功率降額與單次減速制動時間的關(guān)系見《圖：制動電阻降額功率與單次制動時間的關(guān)系圖》；
可見，在制動時間小于10S的情況下，制動電阻的功率可選擇到降額到20%以下。
6.2、重復(fù)制動
有些機(jī)械是需要反復(fù)制動的，如起重機(jī)械和龍門刨床等，在重復(fù)制動且制動時間較短的情況下，制動電阻的選用功率P 選用與制動占空比（每次制動時間tb與每兩次制動之間的時間間隔tc之比tb/tc）有近似線性關(guān)系。制動占空比越小，制動電阻功率的降額使用的幅度越大（P 選用/P 額越�。�。通過《圖：制動電阻功率與制動占空比的關(guān)系圖》可了解這種對應(yīng)關(guān)系。
注意：當(dāng)制動時間較長且反復(fù)制動的情況下，制動電阻功率的選擇應(yīng)考慮留有一定的余量。
7、制動電阻的類型
目前市場上變頻的制動方法大致有三種：能耗制動，直流制動，回饋（再生）制動。
目前關(guān)于制動電阻的計(jì)算方法有很多種，從工程的角度來講要精確的計(jì)算制動電阻的阻值和功率在實(shí)際應(yīng)用過程中不是很實(shí)際，主要是部分參數(shù)無法精確測量。目前通常用的方法就是估算方法，由于每一個廠家的計(jì)算方法各有不同，因此計(jì)算的結(jié)果不大一致。
8、制動電阻的介紹
制動電阻是用于將電動機(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：波紋電阻采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命，臺達(dá)原廠配置的就是這樣的電阻；鋁合金電阻易緊密安裝、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。
9.1剎車使用率ED
制動使用率ED%,也就是臺達(dá)說明書中的剎車使用率ED%。剎車使用率ED%定義為減速時間T1除以減速的周期T2,制動剎車使用率主要是為了能讓制動單元和剎車電阻有充分的時間來散除因制動而產(chǎn)生的熱量；當(dāng)剎車電阻發(fā)熱時，電阻值將會隨溫度的上升而變高，制動轉(zhuǎn)矩亦隨之減少。剎車使用率ED%=制動時間/剎車周期=T1/T2*100%。
現(xiàn)在用一個例子來說明制動使用率的概念：10％的制動頻率可以這樣理解，如果制動電阻在10秒鐘能夠消耗掉100％的功率，那么制動電阻至少需要90秒才能把產(chǎn)生的熱量散掉。
表一：電源電壓的選擇與PN直流電壓的動作標(biāo)準(zhǔn)
容許輸入電源有±10%的變動
9.3 制動電阻設(shè)計(jì)
（1）工程設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，當(dāng)放電電流等于電動機(jī)額定電流的一半時，就可以得到與電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩相同的制動轉(zhuǎn)矩了，因此制動電阻的粗略計(jì)算是：
其中：
為了保證變頻器不受損壞，強(qiáng)制限定當(dāng)流過制動電阻的電流為額定電流時的電阻數(shù)值為制動電阻的最小數(shù)值。選擇制動電阻的阻值時，不能小于該阻值。
制動電阻的耗用功率 當(dāng)制動電阻在直流電壓為的電路工作時，其消耗的功率為：
耗用功率的含義：如果電阻的功率按照此數(shù)值選擇的話，該電阻可以長時間的接入在電路里工作。
現(xiàn)場中使用的電阻功率主要取決于剎車使用率ED%。因?yàn)橄到y(tǒng)的進(jìn)行制動時間比較短，在短時間內(nèi)，制動電阻的溫升不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升。因此，決定制動電阻容量的原則是，在制動電阻的溫升不超過其允許數(shù)值（即額定溫升）的前提下，應(yīng)盡量減小容量，粗略算法如下：
根據(jù)以上的公式我們可以大致的推算出來我們需要的制動電阻的阻值和功率。以臺達(dá)VFD075F43A變頻器驅(qū)動7.5KW的電機(jī)作為例來說明，7.5KW電機(jī)額定電流是18A,輸入電壓AC460，
因此制動電阻的阻值取值范圍：
選擇電阻阻值要選擇市場上能夠買到的型號和功率段為宜，選擇阻值75歐。
716W
根據(jù)實(shí)際的情況可以在計(jì)算的數(shù)值功率上適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。
10、制動單元與制動電阻的選配
A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩
=((電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量+電機(jī)負(fù)載測折算到電機(jī)測的轉(zhuǎn)動慣量)*(制動前速度-制動后速度))/375*減速時間-負(fù)載轉(zhuǎn)矩
一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動時，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裝置；
B、接著計(jì)算制動電阻的阻值
=制動元件動作電壓值的平方/(0.1047*(制動轉(zhuǎn)矩-20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩)*制動前電機(jī)轉(zhuǎn)速)
在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。
C、然后進(jìn)行制動單元的選擇
在進(jìn)行制動單元的選擇時，制動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：
制動電流瞬間值=制動單元直流母線電壓值/制動電阻值
D、最后計(jì)算制動電阻的標(biāo)稱功率
由于制動電阻為短時工作制，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的消耗功率，一般可用下式求得： 制動電阻標(biāo)稱功率 = 制動電阻降額系數(shù) X 制動期間平均消耗功率 X 制動使用率%
E、制動特點(diǎn)
能耗制動(電阻制動)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。
11、制動電阻的工作過程
能耗制動的過程如下：
A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(包括被拖動)，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)制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動電阻；
C、制動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、母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流流過；
E、采樣母線電壓值，制動單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行 。