引起此话题是因为最近在调试一台30kW/6极电机的制动能力而引起的。很多年以来,我在使用6SE70的时候,只要使用到制动功能,都是采用整流-回馈单元做为控制。所以,100%转矩下制动,从来不是问题。而这次调试的系统,是一个外接制动单元和制动电阻的系统。当我把电机的空载转速设置最高,电机在最高转速下运行的时候,突然给定为0,让系统制动(电机输出轴带着一个300kg当量质量的滚筒),瞬间系统就发出F006故障保护停车。
电机铭牌数据,额定电流63.3A,制动电阻160欧姆12并联,制动单元的额定值70A。制动开启阈值630V。
设计时是这样考虑的,根据能量守恒,30kW电机,制动功率30kW即可达到满转矩制动。V平方/R=30kW.
但是实际表明,这种计算是达不到满转矩连续制动的,F006就告诉你,制动能力远吸收不掉满转矩回馈的能量。母线电压冲过了保护动作的阈值。
又加了3只160欧姆电阻并联,等于15只并联。再操作最高转速的满转矩制动,整个制动过程,电机电流100%,系统不再报F006。我试着减少一只并联的电阻,也就是14只并联,结果还是不行,仍然报F006,再改回15只并联,OK。
于是我用trace录制了波形。因为文件拿不出来,所以,我用手画了一个类似的波形图。供参考:

由图示发现,电机全负荷制动过程,直流母线电压在达到制动单元开启阈值以后,有一个过充直接到了接近800V的地方,然后下降。如果制动电阻不合适,就会继续过充跳闸。
再去研究下6SE70的铭牌数据,发现,他的逆变器输入输出侧电流比是1.19倍。再来计算,电机的额定电流是63.3,乘以1.19,就折算到直流母线的电流值,用此值与直流母线电压允许的最高值(例如取其为760V)相除,即可得到制动单元的制动电阻值(忽略各个压降)。由此160欧姆的电阻还可以再多并联一只就好了。
总结,若想满转矩制动而不跳母线电压过高故障,采用下述电阻阻值计算公式即可:
制动电阻总阻值=760V/(1.19*电机额定电流)
而制动电阻的功率,就要自己灵活去考虑了。这里不赘述。