電梯變頻器制動電阻的探索與思考

付靖（涼山州特種設備監督檢驗所，四川 西昌 615000）

電梯變頻器制動電阻的探索與思考

付靖（涼山州特種設備監督檢驗所，四川 西昌 615000）

分析電梯變頻器制動電阻故障原因

變頻器；制動電阻

如今主流采用電梯一體化控制技術，這種技術省去了控制板與變頻器接口的信號線，方便了使用的同時，又減少了故障點。然而對于采用能耗制動的一體機，如制動電阻的使用不當，容易出現死機或燒毀等事故。下圖是現場拍攝的由于變頻器制動電阻的問題導致的兩起事故。

（一）

（二）

下面就采用能耗制動的變頻器對電梯制動電阻的分析和探索。

從能量角度分析，驅動器在從高速減至零速的過程中，大量機械動能和重力位能轉化為電能，除部分消耗在電動機內部銅損和鐵損上外，大部分電能經逆變器反饋至直流母線，這時，需要靠制動單元將過量的電能消耗在制動電阻上。

關于制動電阻的選配分析。本文以較常用的蘇州默納克控制系統的NICE3000電梯來分析其制動電阻。

電阻功率選擇是基于電阻能安全地長時間工作。

其基本參數如下：

P——電機功率，單位kW；

k——回饋時的機械能轉換效率；

V——制動單元直流工作點，一般可取值700V；

R——制動電阻等效電阻值，單位Ω；

s——制動電阻安全系數，一般可取值1.4；

W——電機再生電能，單位kW；

Q——制動電阻額定耗能功率，單位kW；

Kc——制動頻率，指再生過程占整個電機工作過程的比例，要根據負載特點估算。電梯Kc取值為30%。

電阻計算是基于電機再生電能被電阻完全吸收

在此，機械損耗可忽略，即認為機械效率k等于1，使電氣制動功率留有裕量。

電阻功率計算是基于電機再生電能能被電阻完全吸收并變為熱能釋放，即：

Q=P×k×Kc×s=P×1×Kc×1.4

根據（2）與（3）可得出

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

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

適配電機功率5．5 kW制動電阻規格1600W ，90Ω 7．5 kW 2400W ，65Ω標準配置11 kW 3600W ，43Ω 15 kW型號NICE-L-A/B-4005 NICE-L-A/B-4007 NICE-L-A/B-4011 NICE-L-A/B-4015 4500W ，32Ω

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

制動電阻損壞所造成故障原因分析

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

(2)制動電阻在運輸中或者安裝等過程中擠壓嚴重或者磨損嚴重，這種問題一般在電梯調試中易出現電阻燒毀等情況。

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

(4)制動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，對能耗制動單元中的逆變電路的沖擊小，但消耗的功率小，制動的時間也就長，對要求慢速停車不利，同時可能造成系統運行的不安全；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。制動電阻功率選大了，熱容量大，不易損壞，設備本身的安全性提高了，但隨之成本增加，降低了產品的性價比，造成不必要的浪費；功率選小了，熱量無法及時散出，極有可能燒毀制動電阻。

(5)現場散熱不良，如機房無通風口導致機房溫度過高，電梯控制柜安裝位置狹小不利于變頻器散熱。當環境溫度過高時，很容易使制動電阻散熱時間過長，如果電梯運行頻繁，制動電阻的熱量多次累積，最終導致制動電阻溫度過高而損壞，甚至造成火災等安全事故。