合理的截面应该是，用最小的截面面积A，得到大的抗弯截面系数Wz。两者抗弯截面系数Wz之比为即Wz竖＞Wz平。为了便于比较各种截面的经济程度，用抗弯截面系数Wz与截面面积A的比值来衡量，比值越大，经济性越好。常用截面的比值Wz/A已列入表7-1中。因此，工程结构中抗弯杆件的截面常为槽形、工字形或箱形截面等。对抗拉强度小于抗压强度的脆性材料，宜采用中性轴偏向受拉一侧的截面形状。图7-27截面形状的选用......
2025-09-29
如何选择合适的制动电阻？
【摘要】：制动电阻的选择，包括阻值及容量的计算，可按下述方法及步骤进行：1）制动力矩的计算。在进行再生制动时，即使不加耗电的制动电阻，电动机内部也会有20%的铜损被转换为制动转矩。考虑到这个因素，可以先按式初步计算制动电阻的预选值。有制动晶体管和制动电阻组成的放电回路中，其最大电流受制动晶体管本身的允许电流IC的限制。电动机减速模式不同时，制动电阻额定功率的选择是不同的。
在采用了变频器的交流调速系统中，电动机的减速是通过降低变频器输出频率而实现的。当需要电动机比自由减速更快地进行减速时，可以加快变频器输出频率的降低速率，使其输出频率对应的速度低于电动机的实际转速，对电动机进行再生制动。在此情况下，异步电动机处于发电机运行状态，负载的机械能将被转换为电能并且被馈还给变频器。如果这部分回馈能量较大，则有可能是变频器的过电压保护动作并切断变频器输出，从而使变频器处于自由减速状态，无法达到快速停车的目的。为了避免上述现象出现，使上述能量在直流中间回路的其他部分消耗掉，可利用制动电阻来耗散这部分能量，使电动机的制动能力提高。
制动电阻的选择，包括阻值及容量的计算，可按下述方法及步骤进行：
1）制动力矩的计算。制动力矩TB（N·m）可按下式计算：
式中 GD2M——电动机的飞轮转矩，单位为N·m2；
GD2L——负载折算到电动机轴上的飞轮转矩，单位为N·m2；
TL——负载转矩，单位为N·m；
n1——减速开始时的速度，单位为r/min；
n2——减速结束时的速度，单位为r/min；
ts——减速时间，单位为s。
2）制动电阻阻值的计算。在进行再生制动时，即使不加耗电的制动电阻，电动机内部也会有20%的铜损被转换为制动转矩。考虑到这个因素，可以先按式（3-19）初步计算制动电阻的预选值。
式中 UC——直流回路电压，单位为V，UC=380V（200V级），UC=760V（400V级）；
TB——制动转矩，单位为N·m；
TM——电动机额定转矩，单位为N·m；
n1——减速开始时的速度，单位为r/min。
如果系统所需制动转矩TB<0.2TM，即制动转矩在额定转矩的20%以下时，则不需要加制动电阻，此时仅电动机内部的有功损耗的作用，就可以使直流回路的过电压限制在过电压保护的动作水平以下。
有制动晶体管和制动电阻组成的放电回路中，其最大电流受制动晶体管本身的允许电流IC的限制。即制动电阻所能选择的最小值Rmin为(https://www.chuimin.cn)
Rmin=UC/IC（3-20）
因此，制动电阻RB应有条件Rmin<RB<RBO决定。
3）制动电阻平均损耗Pro（kW）的计算。制动中电动机自身损耗的功率相当于20%额定值的制动转矩，因此可按式（3-21）求得电动机制动时制动电阻上的平均功率。
4）制动电阻的额定功率Po（kW）的计算。电动机减速模式不同时，制动电阻额定功率的选择是不同的。图3-3给出了减速模式，图3-4给出了通常作为制动电阻使用的一种电阻的功率增加特性示意图。
设m为功率增加系数，m与减速时间的关系如图3-4a图所示。通常采用连续工作时的电阻器，当间歇制动时，电阻器的允许功率将增加。设D为制动电阻使用率，D=ts/T，m与D的关系如图3-4b图所示。
在选择制动电阻时应根据电动机的减速模式，首先根据图3-4求出功率增加率m，并利用前面求得的制动电阻的平均消耗功率Pro决定制动电阻的额定功率Po。
Po>Pro/m（3-22）
根据上面计算得到的RBO和Po，可选用相应变频器的选配件或在市场上选择符合要求的标准电阻器。
由于制动电阻的标称功率比实际消耗的功率小得多，并且制动电阻的通电时间难以估算，因此在实际运行过程中的实际通电时间超过预想的通电时间时，将导致过热而损坏。所以，制动电阻应设有过热保护，可以采用热继电器，也可以自行设计保护电路。
图3-3 减速模式
a）非重复减速 b）重复减速
图3-4 制动电阻的功率增加特性示意图
a）非重复减速 b）重复减速
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2025-09-29
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