電梯變頻器制動(dòng)電阻的探索與思考

付靖（涼山州特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川 西昌 615000）

電梯變頻器制動(dòng)電阻的探索與思考

付靖（涼山州特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川 西昌 615000）

分析電梯變頻器制動(dòng)電阻故障原因

變頻器；制動(dòng)電阻

如今主流采用電梯一體化控制技術(shù)，這種技術(shù)省去了控制板與變頻器接口的信號(hào)線，方便了使用的同時(shí)，又減少了故障點(diǎn)。然而對(duì)于采用能耗制動(dòng)的一體機(jī)，如制動(dòng)電阻的使用不當(dāng)，容易出現(xiàn)死機(jī)或燒毀等事故。下圖是現(xiàn)場拍攝的由于變頻器制動(dòng)電阻的問題導(dǎo)致的兩起事故。

（一）

（二）

下面就采用能耗制動(dòng)的變頻器對(duì)電梯制動(dòng)電阻的分析和探索。

從能量角度分析，驅(qū)動(dòng)器在從高速減至零速的過程中，大量機(jī)械動(dòng)能和重力位能轉(zhuǎn)化為電能，除部分消耗在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部銅損和鐵損上外，大部分電能經(jīng)逆變器反饋至直流母線，這時(shí)，需要靠制動(dòng)單元將過量的電能消耗在制動(dòng)電阻上。

關(guān)于制動(dòng)電阻的選配分析。本文以較常用的蘇州默納克控制系統(tǒng)的NICE3000電梯來分析其制動(dòng)電阻。

電阻功率選擇是基于電阻能安全地長時(shí)間工作。

其基本參數(shù)如下：

P——電機(jī)功率，單位kW；

k——回饋時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率；

V——制動(dòng)單元直流工作點(diǎn)，一般可取值700V；

R——制動(dòng)電阻等效電阻值，單位Ω；

s——制動(dòng)電阻安全系數(shù)，一般可取值1.4；

W——電機(jī)再生電能，單位kW；

Q——制動(dòng)電阻額定耗能功率，單位kW；

Kc——制動(dòng)頻率，指再生過程占整個(gè)電機(jī)工作過程的比例，要根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)估算。電梯Kc取值為30%。

電阻計(jì)算是基于電機(jī)再生電能被電阻完全吸收

在此，機(jī)械損耗可忽略，即認(rèn)為機(jī)械效率k等于1，使電氣制動(dòng)功率留有裕量。

電阻功率計(jì)算是基于電機(jī)再生電能能被電阻完全吸收并變?yōu)闊崮茚尫?，即?/p>

Q=P×k×Kc×s=P×1×Kc×1.4

根據(jù)（2）與（3）可得出

電機(jī)功率（kW）5．5 7．5 11 15制動(dòng)電阻功率（W）1650 2250 3300 4500制動(dòng)電阻阻值（Ω）89 65 45 33

《默納克NICE3000電梯一體柜控制器用戶手冊(cè)V3.3》的推薦值，制動(dòng)單元的推薦選型，如下表：

適配電機(jī)功率5．5 kW制動(dòng)電阻規(guī)格1600W ，90Ω 7．5 kW 2400W ，65Ω標(biāo)準(zhǔn)配置11 kW 3600W ，43Ω 15 kW型號(hào)NICE-L-A/B-4005 NICE-L-A/B-4007 NICE-L-A/B-4011 NICE-L-A/B-4015 4500W ，32Ω

由此看出計(jì)算出的制動(dòng)電阻功率與阻值基本與默納克官方資料相同。但盡管如此，由于電梯制動(dòng)電阻的原因，出現(xiàn)的電梯故障也頻頻發(fā)生。

制動(dòng)電阻損壞所造成故障原因分析

(1)制動(dòng)電阻質(zhì)量問題。如波紋電阻表面耐高溫阻燃涂料脫離，內(nèi)部合金電阻絲被氧化導(dǎo)致阻值變化，電阻絲燒毀。

(2)制動(dòng)電阻在運(yùn)輸中或者安裝等過程中擠壓嚴(yán)重或者磨損嚴(yán)重，這種問題一般在電梯調(diào)試中易出現(xiàn)電阻燒毀等情況。

(3)電梯使用年限較長，制動(dòng)控制管老化損壞。若損壞后成開路，則失去制動(dòng)功能；若損壞成短路，則制動(dòng)電阻始終處于工作狀態(tài)，制動(dòng)電阻會(huì)損壞。同時(shí)增加整流模塊的負(fù)荷，整流模塊易老化，甚至損壞。

(4)制動(dòng)電阻阻值和容量選擇不合適。電阻值選大了，通過能耗電阻的電流就小，對(duì)能耗制動(dòng)單元中的逆變電路的沖擊小，但消耗的功率小，制動(dòng)的時(shí)間也就長，對(duì)要求慢速停車不利，同時(shí)可能造成系統(tǒng)運(yùn)行的不安全；電阻選小了，情況與前一種情況相反，流過逆變器的電流就大，超過其額定能力就有可能燒毀逆變器。制動(dòng)電阻功率選大了，熱容量大，不易損壞，設(shè)備本身的安全性提高了，但隨之成本增加，降低了產(chǎn)品的性價(jià)比，造成不必要的浪費(fèi)；功率選小了，熱量無法及時(shí)散出，極有可能燒毀制動(dòng)電阻。

(5)現(xiàn)場散熱不良，如機(jī)房無通風(fēng)口導(dǎo)致機(jī)房溫度過高，電梯控制柜安裝位置狹小不利于變頻器散熱。當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，很容易使制動(dòng)電阻散熱時(shí)間過長，如果電梯運(yùn)行頻繁，制動(dòng)電阻的熱量多次累積，最終導(dǎo)致制動(dòng)電阻溫度過高而損壞，甚至造成火災(zāi)等安全事故。