本文主要是介绍用于电机控制应用的动态制动电阻器了解下，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
大型直流和交流电机驱动器通常提供用于安装制动电阻器的端子。这些电阻器是什么，它们如何减慢机器的速度？必须考虑哪些危险和注意事项？
机械能
任何运动中的机器都具有动能。这种能量是一些储存的势能被“倾倒”到电机或执行器中的结果，导致能量转化为已完成的功。当机器在运动时，有两个因素有助于确定必须耗散多少能量才能使其停止：质量和速度。
高动能可以来自大质量系统或高速，或两者兼而有之。当系统具有较大的质量（大飞轮，重型滚筒）时，我们将其称为高惯性系统，这意味着除非受到显着的外力（牛顿第二运动定律）的作用，否则运动将要继续。
当动能和惯性都很高时，就像许多工业设备一样，减慢或停止系统的过程可能是一项艰巨的任务。
图 1.制动电阻的内部视图。图片由EAK Resistors提供
停止自由运动的方法
要定格，您只有几个选项。从技术意义上讲，“停止”意味着将系统的动能转化为其他副产物，这些副产物将导致逐渐减少，直到动能为零。
如果设备继续旋转，有一些事情可以阻止它：
轴承和接触点的摩擦（如果轴承良好，这可能需要很长时间才能减速）
如果运动物体的几何形状与其周围的空气相互作用，空气阻力可能会出乎意料地显着
如果设备由电气或流体系统驱动，机器可能会发现自己试图反向驱动流体或电流。这充当了摩擦阻力的一种形式
在所有三种情况下，我们必须提出一个关于动能的关键问题。你不能简单地从旋转的物体中删除能量，那么这些能量实际上去了哪里？
在所有三种情况下，能量转换点都会产生热量。如果轴承或物体周围的空气是摩擦源，那就是热量的来源。摩擦力越大（例如轴承磨损）会产生更多的热量。正因如此，预测性维护会检查机械中是否有问题热点，以指示过度磨损和摩擦。
在流体和电流反向驱动的情况下，这也会产生大量热量。液压油非常粘稠，可以更快地停止运动并更快地散热，因此问题往往不大。然而，在电力的情况下，将电流驱动回驱动电路可能会立即对控制系统造成灾难性的影响。
图2.大型落地式制动电阻器。图片由EAKResistors提供
EAK电阻制动
电阻器是最常见的无源电子元件之一。该装置的简单功能是将电能（电流）转换为热量。这可以完成各种任务，例如在串联电路中分压、限制固态电路中的电流，或者只是在踢脚线加热器中产生热量。
在大负荷旋转的情况下，动能尽快安全消散至关重要，因为长时间的减速可能意味着停产数分钟甚至数小时。电阻器是完成此任务的明显选择，只要为任务正确选择电阻器即可。
要失去的能量是巨大的。没有小型原型电路板电阻器适合这项工作.这些电阻器的额定功率在 1/8 瓦之间，最大时只有 5-10 瓦。
要了解该电阻器可能需要什么样的额定功率来执行制动任务，请想象一个直径为 3.3 英尺（1 米）、质量为 330 磅（150 千克）的钢制飞轮，以 250 rpm 的速度旋转。我们希望在 3 秒内将其减慢到停止。
对于旋转运动，动能方程如下：
$$Energy = \frac{1}{2} \times Moment~of~inertia \times 角~速度^2$$
气缸的转动惯量：
$$Moment~of~惯性 = \frac{1}{2} \times 质量 \times 半径^2$$
$$Moment~of~惯性 = 18.75~kg \cdot m^2$$
这个轮子的角速度：
$$Angular~速度 = \frac{2 \times \pi \times RPM}{60}$$
$$Angular~速度 \approx 26 \frac{弧度}{秒}$$
因此，代入第一个能量公式，该系统具有 6337 焦耳的能量。
这个单位，焦耳，不是一个特别常见的单位，但是当能量除以时间（三秒停止时间目标）时，我们将看到以瓦特为单位的最大功率耗散。
$$Power = \frac{6337}{3}=2112~瓦$$
因此，在检查功率制动电阻器规格表时，我们应该期望看到数百到数千瓦的额定功率。
制动电阻连接
您不能简单地在电机引线上安装一个制动电阻器，因为这会将来自驱动单元的电力通过电阻器传递。取而代之的是，驱动单元配备了专门用于此目的的制动电阻端子。
图3.一些制动电阻不需要那么大 - 较小的质量、速度和倾倒率会有所不同。这个是陶瓷的。
许多 VFD 和直流电机驱动单元都有明确标记的电阻端子。
当需要受控停止时，驱动单元会自动将内部触点从驱动源切换到输出电阻。突然间，电机功率不是从电源接收电力，而是通过电阻器重新路由。电机现在是发电机，发电机驱动电阻器以更快地耗散能量。
“动态”是什么意思？
电阻器耗散的功率不是恒定的。当机器全速行驶并施加停止时，动能达到最大，因此电阻器耗散的功率也将最大。随着负载的减慢，能量也会消散。
在我们的示例中，如果说电阻器在整个减速周期中始终消耗 2112 瓦，那将是错误的，但它会在一段时间内处于这个值，因此电阻器的尺寸必须正确。
最终，当负载接近停止时，能量耗散将非常小。这个总能量消耗是通过微积分（当情况发生变化时随时间推移的总和）进行积分来预测的。
从物理意义上讲，这在观众看来是速度的巨大变化，以及电阻器开始时的大量热量输出，但会随着时间的推移而逐渐减少。
在现代驱动装置中，释放到制动电阻器中的电流量经过仔细调整，以控制功率耗散，从而控制制动效果，因此动态控制在各种情况下更加有用。
总结
EAK制动电阻器适用于大负载。驱动单元可以利用这些设备实现更快的减速循环。在某些情况下，能量可能不会转化为热量，但可能会转化为电池懊恼电路。在这些情况下，我们称之为“再生”制动，用于电动汽车、火车机车等。
这篇关于用于电机控制应用的动态制动电阻器了解下的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
