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。
再生电阻器可以内置,也可以外接,由参数 Pr016 再生电阻外置选择 控制。内置的再生电阻器无需手动连接。
当需要连接外置再生电阻器时,需断开 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,并将参数 Pr016 设置为 1。
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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制动电阻规格
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内置制动电阻规格:
驱动器型号 电阻值(Ω) 功率Pr(W) WSLM-AAAA 15 150 WSLM-8888 15 150 -
外置制动电阻规格:
驱动器型号 最小允许电阻值(Ω) 最小允许功率(W) WSLM-AAAA 10 800 WSLM-8888 10 600
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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:
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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:伺服电机转子转动惯量 (kg·m2)
- JL:电机轴换算负载转动惯量 (kg·m2)
- w:伺服电机的角速度 (rad/s)
- Spd:伺服电机的转速 (r/min)
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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)
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计算出伺服电机的线圈电阻的损耗能量(EM)。
忽略不计。
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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) WSLM-AAAA 4000 123 WSLM-8888 3000 92 -
计算再生电阻器所消耗的能量(Ek)。
Ek = Es - (EL + EM + Ec)
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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:伺服电机重复运行周期 (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
以朗驱 4000W 伺服系统(WSLMAAAA)每个轴都处于制动状态、惯量比为 400% 为例,电机选用中惯量,中容量,其电机转子转动惯量为4.6 * 10-4 kg*m2。
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计算出额定转速下的旋转能量:
Es =4 * J * Spd2 / 182 = 4 * 5 * 4.6 * 10-4 * 30002 / 182 = 455J
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计算再生电阻消耗的能量:
内部电容吸收的能量大概为 123J,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为:455 - 123 = 322J。
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假设电机的加减速周期为 1s,计算出再生电阻的容量:
Wk = Ek / (0.3 * T) = 332/0.3 = 1106W
Wk 大于内置制动电阻容量 150W,因此,使用内置制动电阻不可以满足要求,需使用外置制动电阻。外置制动电阻的功率建议为:1200W。
举例 2
将例1中的惯量比改为 250%,其中两个轴同时产生制动,则需要制动电阻功率:
Wk = Ek / (0.3 * T) = 120W
Wk 小于内置制动电阻容量 150W,因此,使用内置制动电阻可以满足要求。
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选型