電氣制動與SEW三合一減速機的配合應用

在變頻器、異步電動機和機械負載組成的變頻調速系統中，當電動機減速或者所傳動的位能負載下放時，異步電動機將處于再生發電制動狀態，此時采取何種方式進行制動以及采取何種方式的抱閘形式，對實現整個拖動系統安全、準確的停車都是非常重要的。

中國鋁業青海分公司電解多功能天車大車、小車采用變頻調速，傳動機構采用SEW三合一減速機，SEW減速機的組成為電動機、減速機和電磁抱閘，電機為變頻器專用電機，冷卻風扇為獨立電源（大車風扇為AC380V，小車風扇為AC220V），電磁抱閘為獨立電源（AC380V）。SEW減速機的主要特點為制動為電磁抱閘形式，而非機械制動（油壓推力器），在制動的過程中電磁抱閘不參與電機的減速過程，只起到停車定位作用。而在改造前由于變頻器原設計沒有采用電氣制動，變頻器減速時間設定值為10S，電磁抱閘動作靠停車信號后延時動作，如電磁抱閘在5S以內動作，電機輸出頻率還沒有減速到0HZ，車體運動慣性很大，抱閘抱死會給整車造成很大的機械沖擊，如電磁抱閘在5S以外時間動作，天車滑行距離太長，和無抱閘區別不大，給天車安全運行造成隱患。

針對SEW減速機電磁抱閘摩擦片不應調節，電磁抱閘在電氣制動結束后起到停車定位的作用的特點，我們在改造中采用電氣制動與電磁抱閘相配合的模式，很好地解決了停車制動的安全可靠性。

一、變頻器傳動中的制動在傳動系統中，當電動機減速或者所傳動的位能負載下放時，異步電動機將處于再生發電制動狀態，傳動系統中所儲存的機械能經異步電動機轉換為電能，逆變器的六個回饋二極管將這種電能回饋到直流側，此時的逆變器處于整流狀態，如果在變頻器中不采取另外措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器電壓升高，當電動機的制動并不太快，電容器電壓升高并不明顯，一旦電動機恢復到電動狀態，這部分能量又被負載所重復利用，當制動較快，電容器的電壓會升得很高，裝置中的"制動過電壓保護"將動作，因此制動較快時對這部分能量應認真處理。

對再生能量的處理方式有三種：耗散到直流回路中人為設置的與電容器并聯的"制動電阻"；由并聯在直流回路上的其他傳動系統吸收；使之回饋到電網。

前兩種工作狀態稱為動力制動狀態，后一種屬于回饋制動狀態，在兩種制動狀態下異步電動機均自身處于再生發電制動狀態。

還有一種制動狀態，即異步電動機定子通直流實現電動機的能耗制動（DC制動）。

以上三種狀態全部稱為電氣制動。

二、電氣制動的選擇多功能天車大車拖動電機為2×15KW，主小車為2×3KW，副小車為5.5KW，在減速停車時產生的能量不高，因此采用回饋制動的方式不經濟，而天車的定位停車要求并不高，不需采用DC制動準確的定位停車方式，由于天車反向動作頻繁，采用動力制動是一種可行的方案。

1、動力制動利用設置在直流回路中的制動電阻吸收電動機的再生電能的方式為動力制動。動力制動一般包含制動單元和制動電阻，制動單元和電阻用于吸收電動機再生制動的能量，可以縮短大貫量負載的自由停車時間。 在控制回路中，通過控制制動單元的軟件功能，通過控制面板的功能予以恰當的設定，可以方便實現動力制動。制動單元裝于柜體內部，制動電阻REB裝于柜體外部。

2、制動單元與變頻器的連接變頻器采用日本富士公司的FRN－G9S系列，與制動單元的連接：
主、副小車變頻器功率為7.5KW，因而變頻器內部裝有制動單元和制動電阻，但是考慮到制動的可靠性，選用較大容量60歐姆1200w的外部制動電阻和變頻器的外部電阻端子P（＋）、DB連接。
大車變頻器為45kw，變頻器內部沒有安制電阻，為了增加制動能力，選用配套的制動單元，制動單元接于P（＋）和N（－），制動電阻接于制動單元的P（＋）和DB端，制動單元和制動電阻的過熱保護裝置1、2端接至變頻器控制電路的THR、CM端子。制動單元與制動電阻，其間距小于10m，制動電阻選用四支60歐姆1200w的制動電阻。

三、動力制動與SEW三合一減速機的配合應用
SEW減速機的主要特點為制動電磁抱閘形式，而非機械制動，其制動時電磁抱閘不參與電機的減速過程，只起到停車定位作用。

變頻器傳動很容易實現電氣制動，但是為了產生靜止時的保持轉矩，應與電磁抱閘配合使用，電氣制動與減速機電磁抱閘的的配合使用主要由PLC軟件編程實現，在變頻器啟動時，電磁抱閘打開后，才能實現行走指令，在停車時，變頻器減速到零頻率的過程中先由動力制動，使車體基本達到零速時，電磁抱閘延時動作，實現停車定位。

在多功能天車變頻器調速中，當電動機處于再生發電狀態時，對生產機械產生制動轉矩有兩種：（1）產生生產機械減速過程中的制動轉矩；（2）機械在停止狀態下所需要的制動轉矩。采用動力制動可以產生為了減小大慣量機械設備自由停車時間的制動轉矩和準確停車的控制方式下，為使位置準確、減速時速度時間比一定所需要的制動轉矩。而采用SEW三合一減速機的電磁抱閘產生的電磁制動轉矩，提供了靜止制動時的制動轉矩，兩種制動方式的相互配合滿足了安全停車的需要，同時電磁抱閘作為靜止保持或變頻器出現故障的一種補救措施，兩種制動必不可少。