论起重机制动电阻选型的重要性

最近有一个朋友的调试现场遇到一个起重机重载溜车问题，（下溜的速度接近自由落体）

根据该朋友的反馈，说是现场的一台抓斗起重机，带负载下降过程中偶然突然失控，检查了相关电缆的连接没有问题，制动器正常，机械问题正常，控制方式是无编码器的矢量控制。

根据他现场这么描述，基本上我可以肯定是变频器直流母线电压无法有效消耗掉，从而导致变频器为了自保，把无法消耗的能量输出到了电机上，从而导致电机速度失速，速度比额定速度快了2-3倍还在逐步加大。

还好操作人员及时E-STOP（急停）否则后果不堪设想。。。

这里面提到的电机失速为什么系统无法进行保护？这个原因是因为采用了无编码器的矢量控制，由于没有反馈系统无法测量到当前的速度所以才会出现这样严重失速但是没有进行自保的局面，所以在起重机提升应用上，如果采用变频控制的条件下，我100%推荐闭环控制。不要迷信无编码器的矢量控制。

接下来说说他现场的这个系统配置以及处理故障过程的细节

 一台22KW的重载变频器（轻载可以带37KW），驱动一个起重机的提升机构，提升过程没有问题，问题发生在负载下降过程中。

我让朋友检查变频器负载下降过程中的DC BUS电压是多少V，通过变频器面板检查，在下降过程中DC BUS电压一直处于780V左右，通过检查手册，根据手册指导，该型号变频器的DC BUS电压必须控制在513-679VDC范围以内才是正常的，780的电压超出了100V，不失控才怪呢。

于事开始检查变频器的参数，变频器有一个参数设置制动斩波器是否投入使用？通过检查该参数，设置是投入使用的，通过再检查其他参数，没有发现太多有价值的信息，到此为止说明变频器的参数配置没有什么太大的问题。

接下来我要求朋友现场核对一下制动电阻的配置，朋友通过微信把制动电阻的信息反馈给我，说是10KW54.4欧姆的波纹电阻，功率大小没有问题，有问题的是电阻阻值选择太大了，根据手册指导，需要配置9.6KW16欧姆的电阻，这个问题清楚以后朋友后面自己解决了。

通过这个问题，在起重机上还是建议上闭环。并且硬件配置不能马虎。

电阻大了，是不是释放能量释放的慢？

楼主的这个分享很典型。能耗制动应用的典型案例。对此我个人点评一下，互相交流。

第一，楼主对变频器控制的交流电机能耗制动工作原理有概念的商榷。比如说，如下描述：

根据他现场这么描述，基本上我可以肯定是变频器直流母线电压无法有效消耗掉，从而导致变频器为了自保，把无法消耗的能量输出到了电机上，从而导致电机速度失速，速度比额定速度快了2-3倍还在逐步加大

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这段话，前面没毛病，毛病在“把无法消耗的能量输出到了电机上”？我们知道，当电机在制动状态，也就是外力推着电机运行时，其能流方向是电机到变频器，就即便是直流母线的能量吸收有问题，电机的能流方向也不会改变，还是电机把发电能量流向变频器的直流母线。正因为如此，才会导致了直流母线电压的冲高。而此时，我估计是变频器激活了直流母线电压控制器了，所以直流母线电压才保持了一个安全的高位，接近800V。正是如此，变频器不报错，电机发电的制动力不够，电机开始自由落体（或者理解为此时是反向飞车）。此时电机没有输出动力，是负载拖着电机反向运行，是被动的状态。

假如，变频器将直流母线电压控制器禁止，那上面的状态变频器会报直流母线电压过高故障而将电机机械锁死。这才是起重控制安全的选择。让直流母线电压不冲高，让电机因为制动能量吸收不了而自由落体，靠人的干预去保护，那才是危险的。

第二，制动电阻设计，非常好。就是要让变频器能瞬态吸收电机的额定转矩，才是对突变负载最有效的控制。不要考虑平均制动时的吸收转矩，那是电机斜坡制动减速停车的常规应用。不是突变负载的特殊场合制动应用。

第三，我注意到，西家传动官方推荐的制动电阻设计计算文档，电阻值的设计都偏大。原因在于它的针对性是减速停车，而不是起重机的重物下降或悬停。因为官方推荐没有把应用的特例包含其中。

但对于国内的用户，为了节约项目成本（不考虑社会效益和长期利好），仍喜欢采用能耗制动解决突变负载的制动应用。没办法，只能是定制的设计和计算能耗制动的电阻值和制动功率了。

按理说，起重类，试验台类等连续制动的应用，应该采用电网反馈的制动方案。但实际并非都是如此。

谢谢楼主的分享。个见，仅供参考。

K版感谢你的观点。

第一点的提出的问题来源于我的一个现场观察，第一次发现的是在一个平行移动的小车上（开环频率控制），由于起重机移动过程中吊载发生了摆动，同样是受到负载拖拽，不过有一个现象是该变频器的输出频率上限制为60HZ，发现在有问题时变频器的输出频率超出了60HZ的上限制，观察到是80+HZ。完全失控。理论上无论如何都是不应该超出上限制的，但是在受到拖拽的条件下变频器内部逻辑旁路了这个保护条件来达到释放母线电压的可能。观察到速度失控时是变频器主动跑起来的。所以我认为是变频器要把能量释放到电机上的自我保护。

备注：不是连续的过程，基本上就是一瞬间的失控就故障停止了。

 值得学习，起重类的设备没有接触过，制动方式和选择还是有值得学习的。

学习了。不错

同时还要注意：下降速度直接和发电功率（所需消耗的电能）成正比的。

我在想：如果就是举升 - 放下（不是卸货），那么在举升时，重物是可知的。那么放下时，就可以有个最大放下速度，限制在发电功率允许范围之内。

能做成智能的么？

一般为了提高效率，通过称重反馈，负载小于50%时，激活变频器的速度扩展功能运行下降，进行超频运行一般默认125%的速度下降。这样可以提高效率。

Y版的这个想法是可以的，通过重量反馈进行超频运行就可以。

我是说， 能耗功率=重物X下降速度。

能耗功率一定，则两者乘积不变。两者乘积不超过限值，就不会发生过压。也不会制动电阻过热。

对吧？

值得学习，应用中一定要注意。

应用中的坑。

师爷多分享一下经验。

学习了，增长知识面

很好的实例  感谢分享，。

做到两个限制，即转矩限幅和功率限幅，系统就可以在最大能力下下降停车吧。但是如果重物下降速度太快，会不会停不下来了？需要有一个大的制动转矩刹车的。

一般重物下降在重力加速度的作用下，空载起升机下降速度也会越转越快，所以，应该在整个下降过程，反向速度给定值要小于实际重物下降速度，这样才可控，否则就失控了。

是的，但是不安全，一般也不推荐这样使用。

因为起重机存在载荷冲击，并且钢丝绳也是有弹性的，由于冲击的原因不好控制。

所以为了安全基本上使用制动电阻进行消耗多余的能量，或者采用AFE共母线回馈的方案。

K版，是的。

但是为了安全一些，简单一些，基本上要么100%把多余的能量消耗在制动电阻上（所以电阻的选择一定要合适），要么采用AFE共母线的方式进行能量回馈制动。

感谢楼主分享！

感谢分享，在起重机上的确有这样的应用

起重机上的制动办法未知，但是确实是了解，大部分变频器都会使用加制动电阻的办法；

曾经就职 的一家单位，3.7-18.5KW选用制动电阻；18.5KW以上就开始配置制动单元+制动电阻这种办法了了。