外置再生电阻器连接

当电机的转矩和转速方向相反时,电机从电动状态转变为再生发电状态,再生能量经续流二极管全波整流后反馈到直流电路中,由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网,仅靠驱动器本身的电容吸收,电容的电荷堆积会形成 泵升电压,使直流电压升高。此时,能量只能通过再生电阻来消耗,否则过高的直流电压降将使各部分器件受到损害。

当内置再生电阻不满足应用需求时,通过参数 Pr016 再生电阻外置选择 设置外接再生电阻器。

连接外置再生电阻器时,断开 B2 和 B3 间的连接线(即拆除短接线),如下图所示在 B1-B2 端子上连接外置再生电阻器。

警告: 请勿弄错外置再生电阻器的接线,否则将造成机器损坏或火灾。

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  • 再生电阻规格

    • 内置再生电阻规格:

      驱动器型号 电阻值(Ω) 功率(W)
      WSDA-1R2-
      WSDA-2R8-
      WSDA-5R0- 50 40
      WSDA-6R8- 50 40
      WSDA-110- 20 50
      WSDA-140- 20 50
      WSDA-120- 40 100
      WSDA-170- 40 100
    • 外置再生电阻规格:

      驱动器型号 最小允许电阻值(Ω) 最小允许功率(W)
      WSDA-1R2- 40 80
      WSDA-2R8- 40 80
      WSDA-5R0- 30 150
      WSDA-6R8- 30 200
      WSDA-110- 20 300
      WSDA-140- 20 500
      WSDA-120- 40 300
      WSDA-170- 40 500

    根据实际情况,通过参数 Pr017再生电阻散热系数Pr018再生电阻容量Pr019再生电阻阻值 设置电阻规格。

  • 再生电阻容量计算

    下图为电机的运行周期示意图:

    电机以上图所示的运行周期进行加减速运行时,再生电阻器的容量计算步骤如下:

    1. 计算伺服系统旋转能量(ES)。

      ES = (1/2) * J * w2 = (1/2) * J * [Spd * (π / 30)]2 = J * Spd2 / 182(J)

      J = JM + JL

      其中:

      • JM:电机转子转动惯量 (kg·m2)
      • JL:电机轴换算负载转动惯量 (kg·m2)
      • w:电机的角速度 (rad/s)
      • Spd:电机的转速 (r/min)
    2. 根据减速期间的负载系统损耗,计算消耗能量(EL)。

      EL = (π / 60) * Spd * TL * tD

      其中:

      • TL:负载转矩 (N·m)
      • tD:减速停止时间 (s)
    3. 计算出电机的线圈电阻的损耗能量(EM)。

      忽略不计。

    4. 计算出驱动器可吸收的能量(EC)。

      单个内部电容能够处理的能量如下所示:

      驱动器型号 功率等级(W) 可吸收的再生能量(J)
      WSDA-1R2- 100 9
      WSDA-2R8- 400 18
      WSDA-5R0- 750 27
      WSDA-6R8- 1000 36
      WSDA-110- 1500 59
      WSDA-140- 2500 59
      WSDA-120- 3000 48
      WSDA-170- 5000 71
    5. 计算再生电阻器所消耗的能量(Ek)。

      Ek = Es - (EL + EM + Ec)

    6. 计算再生电阻器的必要容量(Wk)。

      Wk = Ek / (0.3 * T)

      其中:

      • Wk:再生电阻器必要容量 (W)
      • T:电机重复运行周期 (s)
      • 0.3:再生电阻器使用负载率为 30% 时的值

    注意: 实际计算时,也可忽略负载系统损耗,只需计算出系统的旋转能量,再代入再生电阻容量计算公式。

    举例 1

    按照以下步骤,计算 0.1kW~2.5kW 功率驱动器、惯量比为 400% 的再生电阻容量:

    1. 计算额定转速下的旋转能量:

      ES = J * Spd2 / 182 = 5 * 1.51 * 10-4 * 30002 / 182 = 37J

    2. 计算再生电阻消耗的能量:

      内部电容吸收的能量大概为 36J,故仅靠电容器无法吸收多余的旋转能量,只能靠外接电阻来消耗。此时需再生电阻消耗的能量:37 - 36 = 1J。

    3. 假设电机的加减速周期为 1s,计算再生电阻的容量:

      Wk = Ek / (0.3 * T) = 1/0.3 = 3W

    Wk 小于内置再生电阻容量 40W,因此,使用内置再生电阻可以满足要求。

    举例 2

    将例1中的惯量比改为 800%,其他条件不变,则需要电阻功率:

    Wk = Ek / (0.3 * T) = 103W

    Wk 大于内置再生电阻可处理的功率,需使用外置再生电阻。

    外置再生电阻的功率建议为 103W。

  • 选型

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