选择参数时要计算吸收制动能量的分量。
如果需要吸收的动能超过可能的内部能耗总和,则需要使用外部制动电阻。
通过以下机理计算在系统内部吸收制动能量:
oDC 总线电容器 Evar
o内部制动电阻器 EI
o驱动装置 Eel 的电损耗
o驱动装置 Emech 的机械损耗
能耗数值 Evar 请参见章节制动电阻。
内部制动电阻的能量吸收主要有两个特性参数:
o恒定功率 PPR 表示在制动电阻不过载的情况下,能够连续导出多少能量。
o最大能量 ECR 用来限制瞬间可导出的、较高的功率。
如果在一定时间内超过了恒定功率,制动电阻就必须有相应长的时间保持无负荷状态。
有关内部制动电阻的特征参数 PPR 和 ECR,请参见章节 制动电阻。
传动系统的电损耗 Eel 可从驱动放大器的峰值功率估算出。当典型效率为 90% 时,最大损耗大约为峰值功率的 10%。如果减速时流过的电流较小,则损耗功率也会相应降低。
机械损耗是因设备运行过程中所出现的摩擦而产生的。如果设备在没有驱动力的情况下停止运动所需的时间比制动设备所需的时间长得多,则可以忽略机械损耗。从负载力矩和电机应开始进入停止状态时的速度就可以算出机械损耗。
制动具有下列数据的电机:
o起始转速:n = 4000 转/分钟
o转子惯量:JR = 4 kgcm2
o负载惯量:JL = 6 kgcm2
o驱动放大器: Evar = 23 Ws, ECR = 80 Ws, PPR = 10 W
通过下式算出需要吸收的能量:
EB = 88 Ws。电损耗和机械损耗将被忽略。
在本例中,DC 总线电容器吸收了 Evar = 23 Ws(具体数值取决于设备类型)。
内部制动电阻必须吸收其余的 65 Ws。该电阻可以吸收 ECR = 80 W 的动量。如果对负载进行一次制动,内部制动电阻便足以应付。
如果要循环重复制动过程,则必须考虑恒定功率。如果循环时间大于需吸收的能量 EB 与恒定功率 PPR 之比,则内部制动电阻就足以应付。当频繁制动时,内部制动电阻将不再够用。
在该例子中,EB/PPR 的比率为 8.8 s。如果循环时间较短,则需要使用外部制动电阻。
用于确定制动电阻参数的特性曲线
这两条特性曲线也可在确定电机参数时使用。需要加以考虑的特性曲线区段通过符号 Di(D1 ... D3)进行标示。
若要计算恒定减速度条件下的能量,必须知道总转动惯量 Jt。
Jt = Jm + Jc
Jm:电机惯量(带抱闸)
Jc:负载惯量
每一段延迟区段的能量计算方法如下:
从中得出区段 (D1) … (D3):
单位:Ei 为 Ws(瓦秒);Jt 为 kgm2;ω 为弧度;ni 为 RPM。
设备的能量吸收容量 Evar(不考虑制动电阻)请参见技术参数。
继续进行计算时,仅考虑区段 Di,其能量 Ei 超过本设备的吸收容量。多余的能量 EDi 必须通过制动电阻导出。
用以下公式计算 EDi:
EDi = Ei - Evar (Ws)
每一次机器循环的恒定功率 Pc 计算如下:
单位:Pc [W];EDi [Ws];循环时间 T [s]
分两个步骤进行选择:
o如果以下条件均得到满足,则说明内部制动电阻足够用:
o制动过程中的最大能量必须小于制动电阻所能吸收的峰值能量:(EDi)<(ECr)。
o不得超出内部制动电阻的持续功率:(PC)<(PPr)。
o如果未满足条件,则必须使用能够满足条件的外部制动电阻。
外部制动电阻的订货数据请参见章节配件与备件。