电气制动与SEW三合一减速机的配合应用

在变频器、异步电动机和机械负载组成的变频调速系统中，当电动机减速或者所传动的位能负载下放时，异步电动机将处于再生发电制动状态，此时采取何种方式进行制动以及采取何种方式的抱闸形式，对实现整个拖动系统安全、准确的停车都是非常重要的。

中国铝业青海分公司电解多功能天车大车、小车采用变频调速，传动机构采用SEW三合一减速机，SEW减速机的组成为电动机、减速机和电磁抱闸，电机为变频器专用电机，冷却风扇为独立电源（大车风扇为AC380V，小车风扇为AC220V），电磁抱闸为独立电源（AC380V）。SEW减速机的主要特点为制动为电磁抱闸形式，而非机械制动（油压推力器），在制动的过程中电磁抱闸不参与电机的减速过程，只起到停车定位作用。而在改造前由于变频器原设计没有采用电气制动，变频器减速时间设定值为10S，电磁抱闸动作靠停车信号后延时动作，如电磁抱闸在5S以内动作，电机输出频率还没有减速到0HZ，车体运动惯性很大，抱闸抱死会给整车造成很大的机械冲击，如电磁抱闸在5S以外时间动作，天车滑行距离太长，和无抱闸区别不大，给天车安全运行造成隐患。

针对SEW减速机电磁抱闸摩擦片不应调节，电磁抱闸在电气制动结束后起到停车定位的作用的特点，我们在改造中采用电气制动与电磁抱闸相配合的模式，很好地解决了停车制动的安全可靠性。

一、变频器传动中的制动在传动系统中，当电动机减速或者所传动的位能负载下放时，异步电动机将处于再生发电制动状态，传动系统中所储存的机械能经异步电动机转换为电能，逆变器的六个回馈二极管将这种电能回馈到直流侧，此时的逆变器处于整流状态，如果在变频器中不采取另外措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器电压升高，当电动机的制动并不太快，电容器电压升高并不明显，一旦电动机恢复到电动状态，这部分能量又被负载所重复利用，当制动较快，电容器的电压会升得很高，装置中的"制动过电压保护"将动作，因此制动较快时对这部分能量应认真处理。

对再生能量的处理方式有三种：耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的"制动电阻"；由并联在直流回路上的其他传动系统吸收；使之回馈到电网。

前两种工作状态称为动力制动状态，后一种属于回馈制动状态，在两种制动状态下异步电动机均自身处于再生发电制动状态。

还有一种制动状态，即异步电动机定子通直流实现电动机的能耗制动（DC制动）。

以上三种状态全部称为电气制动。

二、电气制动的选择多功能天车大车拖动电机为2×15KW，主小车为2×3KW，副小车为5.5KW，在减速停车时产生的能量不高，因此采用回馈制动的方式不经济，而天车的定位停车要求并不高，不需采用DC制动准确的定位停车方式，由于天车反向动作频繁，采用动力制动是一种可行的方案。

1、动力制动利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电动机的再生电能的方式为动力制动。动力制动一般包含制动单元和制动电阻，制动单元和电阻用于吸收电动机再生制动的能量，可以缩短大贯量负载的自由停车时间。 在控制回路中，通过控制制动单元的软件功能，通过控制面板的功能予以恰当的设定，可以方便实现动力制动。制动单元装于柜体内部，制动电阻REB装于柜体外部。

2、制动单元与变频器的连接变频器采用日本富士公司的FRN－G9S系列，与制动单元的连接：
主、副小车变频器功率为7.5KW，因而变频器内部装有制动单元和制动电阻，但是考虑到制动的可靠性，选用较大容量60欧姆1200w的外部制动电阻和变频器的外部电阻端子P（＋）、DB连接。
大车变频器为45kw，变频器内部没有安制电阻，为了增加制动能力，选用配套的制动单元，制动单元接于P（＋）和N（－），制动电阻接于制动单元的P（＋）和DB端，制动单元和制动电阻的过热保护装置1、2端接至变频器控制电路的THR、CM端子。制动单元与制动电阻，其间距小于10m，制动电阻选用四支60欧姆1200w的制动电阻。

三、动力制动与SEW三合一减速机的配合应用
SEW减速机的主要特点为制动电磁抱闸形式，而非机械制动，其制动时电磁抱闸不参与电机的减速过程，只起到停车定位作用。

变频器传动很容易实现电气制动，但是为了产生静止时的保持转矩，应与电磁抱闸配合使用，电气制动与减速机电磁抱闸的的配合使用主要由PLC软件编程实现，在变频器启动时，电磁抱闸打开后，才能实现行走指令，在停车时，变频器减速到零频率的过程中先由动力制动，使车体基本达到零速时，电磁抱闸延时动作，实现停车定位。

在多功能天车变频器调速中，当电动机处于再生发电状态时，对生产机械产生制动转矩有两种：（1）产生生产机械减速过程中的制动转矩；（2）机械在停止状态下所需要的制动转矩。采用动力制动可以产生为了减小大惯量机械设备自由停车时间的制动转矩和准确停车的控制方式下，为使位置准确、减速时速度时间比一定所需要的制动转矩。而采用SEW三合一减速机的电磁抱闸产生的电磁制动转矩，提供了静止制动时的制动转矩，两种制动方式的相互配合满足了安全停车的需要，同时电磁抱闸作为静止保持或变频器出现故障的一种补救措施，两种制动必不可少。