电梯变频器制动电阻的探索与思考

付靖（凉山州特种设备监督检验所，四川 西昌 615000）

电梯变频器制动电阻的探索与思考

付靖（凉山州特种设备监督检验所，四川 西昌 615000）

分析电梯变频器制动电阻故障原因

变频器；制动电阻

如今主流采用电梯一体化控制技术，这种技术省去了控制板与变频器接口的信号线，方便了使用的同时，又减少了故障点。然而对于采用能耗制动的一体机，如制动电阻的使用不当，容易出现死机或烧毁等事故。下图是现场拍摄的由于变频器制动电阻的问题导致的两起事故。

（一）

（二）

下面就采用能耗制动的变频器对电梯制动电阻的分析和探索。

从能量角度分析，驱动器在从高速减至零速的过程中，大量机械动能和重力位能转化为电能，除部分消耗在电动机内部铜损和铁损上外，大部分电能经逆变器反馈至直流母线，这时，需要靠制动单元将过量的电能消耗在制动电阻上。

关于制动电阻的选配分析。本文以较常用的苏州默纳克控制系统的NICE3000电梯来分析其制动电阻。

电阻功率选择是基于电阻能安全地长时间工作。

其基本参数如下：

P——电机功率，单位kW；

k——回馈时的机械能转换效率；

V——制动单元直流工作点，一般可取值700V；

R——制动电阻等效电阻值，单位Ω；

s——制动电阻安全系数，一般可取值1.4；

W——电机再生电能，单位kW；

Q——制动电阻额定耗能功率，单位kW；

Kc——制动频率，指再生过程占整个电机工作过程的比例，要根据负载特点估算。电梯Kc取值为30%。

电阻计算是基于电机再生电能被电阻完全吸收

在此，机械损耗可忽略，即认为机械效率k等于1，使电气制动功率留有裕量。

电阻功率计算是基于电机再生电能能被电阻完全吸收并变为热能释放，即：

Q=P×k×Kc×s=P×1×Kc×1.4

根据（2）与（3）可得出

电机功率（kW）5．5 7．5 11 15制动电阻功率（W）1650 2250 3300 4500制动电阻阻值（Ω）89 65 45 33

《默纳克NICE3000电梯一体柜控制器用户手册V3.3》的推荐值，制动单元的推荐选型，如下表：

适配电机功率5．5 kW制动电阻规格1600W ，90Ω 7．5 kW 2400W ，65Ω标准配置11 kW 3600W ，43Ω 15 kW型号NICE-L-A/B-4005 NICE-L-A/B-4007 NICE-L-A/B-4011 NICE-L-A/B-4015 4500W ，32Ω

由此看出计算出的制动电阻功率与阻值基本与默纳克官方资料相同。但尽管如此，由于电梯制动电阻的原因，出现的电梯故障也频频发生。

制动电阻损坏所造成故障原因分析

(1)制动电阻质量问题。如波纹电阻表面耐高温阻燃涂料脱离，内部合金电阻丝被氧化导致阻值变化，电阻丝烧毁。

(2)制动电阻在运输中或者安装等过程中挤压严重或者磨损严重，这种问题一般在电梯调试中易出现电阻烧毁等情况。

(3)电梯使用年限较长，制动控制管老化损坏。若损坏后成开路，则失去制动功能；若损坏成短路，则制动电阻始终处于工作状态，制动电阻会损坏。同时增加整流模块的负荷，整流模块易老化，甚至损坏。

(4)制动电阻阻值和容量选择不合适。电阻值选大了，通过能耗电阻的电流就小，对能耗制动单元中的逆变电路的冲击小，但消耗的功率小，制动的时间也就长，对要求慢速停车不利，同时可能造成系统运行的不安全；电阻选小了，情况与前一种情况相反，流过逆变器的电流就大，超过其额定能力就有可能烧毁逆变器。制动电阻功率选大了，热容量大，不易损坏，设备本身的安全性提高了，但随之成本增加，降低了产品的性价比，造成不必要的浪费；功率选小了，热量无法及时散出，极有可能烧毁制动电阻。

(5)现场散热不良，如机房无通风口导致机房温度过高，电梯控制柜安装位置狭小不利于变频器散热。当环境温度过高时，很容易使制动电阻散热时间过长，如果电梯运行频繁，制动电阻的热量多次累积，最终导致制动电阻温度过高而损坏，甚至造成火灾等安全事故。