参数选择帮助

描述

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。

内部能量吸收

通过以下机理计算在系统内部吸收制动能量：

• DC 总线电容器 E_var

• 内部制动电阻器 E_I

• 驱动装置 E_el 的电损耗

• 驱动装置 E_mech 的机械损耗

能耗数值 E_var 见章节电容器和制动电阻。

内部制动电阻器

内部制动电阻的能量吸收主要有两个特性参数：

• 恒定功率 P_PR 表示在制动电阻不过载的情况下，能够连续导出多少能量。

• 最大能量 E_CR 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 P_PR 和 E_CR，请参见章节电容器和制动电阻。

电损耗 E_el

传动系统的电损耗 E_el 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 E_mech

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。

示例

制动具有下列数据的电机：

• 起始转速：n = 4000 转/分钟

• 转子惯量：J_R = 4 kgcm²

• 载荷惯量：J_L = 6 kgcm²

• 驱动器：E_var = 23 Ws，E_CR = 80 Ws，P_PR = 10 W

通过下式算出需要吸收的能量：

E_B = 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 E_var = 23 Ws（具体数值取决于驱动器类型）。

内部制动电阻必须吸收其余的 65 Ws。该电阻可以吸收 E_CR = 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 E_B 与恒定功率 P_PR 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，E_B/P_PR 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。

确定外部制动电阻的参数

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 D_i（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 J_t。

J_t = J_m + J_c

J_m：电机惯量（有抱闸时）

J_c：载荷惯性

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：E_i 为 Ws（瓦秒）；J_t 为 kgm²；ω 为弧度；n_i 为 RPM。

驱动器的能量吸收容量 E_var（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 D_i，其能量 E_i 超过驱动器的吸收容量。多余的能量 E_Di 必须通过制动电阻导出。

用以下公式计算 E_Di：

E_Di = E_i - E_var (Ws)

每一次机器循环的恒定功率 P_c 计算如下：

单位：P_c [W]；E_Di [Ws]；循环时间 T [s]

分两个步骤进行选择：

• 如果以下条件均得到满足，则说明内部制动电阻足够用：

  • 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：(E_Di)<(E_Cr)。

  • 不得超出内部制动电阻的持续功率：(P_C)<(P_Pr)。

• 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。

有关外部制动电阻器的订购信息，请参阅附件和备件。