【经验】高性能超薄型动态制动电阻器尺寸计算方法

时间： 2019-01-22 来源：TT Electronics

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TT Electronics的WDBR 厚膜平面功率电阻器通常用于在速度明显减慢时从电机释放能量。在这种情况下，电机以发电状态运行，能量反馈回直流回路，能量作为热量在制动电阻中消散。这种应用的一个例子是在升降机中，通过制动电机实现平稳减速到完全停止，然后这种制动能量在电阻器中作为热量而散失。

由于采用平面设计，WDBR的电感值较低，通常为3-6mH。在交流电机驱动器中，馈送交流电的电源被整流到直流，然后通过电子开关反相到变频交流电。制动电阻器通过直流电压源与电子开关串联。在制动条件下，功率会回流到直流轨道上，由于整流级的原因，反向的“直流”电流不能返回到交流电源，能量流进DC-Link电容，导致DC-Link电压升高。当DC-Link电压达到最大允许极限时，电子制动电路在脉冲模式下开关。在正常的“开启”周期内，脉冲的时间间隔通常为1毫秒，最长可达2秒，占空比可能为1:5到1:10。在过载或故障情况下，制动电阻器被设计成以故障安全的方式开路，没有短路接地，并且是阻燃的。为了确保电子开关有效，电阻器上的低电感通常是首选。

TT Electronics的Welwyn动态制动电阻器WDBR采用绝缘不锈钢基板，其上印刷有厚膜电路/电阻器，再加上高温釉面保护。介质层提供了一个高压绝缘击穿，通常在一个最小2.5 kVdc区域。由于热质量低和有效元件的温度分布得到改善，WDBR可提供快速热响应（热量快速传递到散热器时的高功率耗散）。此外，基板本身也可作为散热器使用并且具有很强的机械强度和坚固性。以上特性与不锈钢和介电薄膜之间极佳紧密匹配的热膨胀系数相结合，使电阻器能够承受高功率脉冲应用中的严酷温度循环（高达400°C）。制动电阻器上厚膜的固有坚固性，热容量，有效电阻轨道设计和电气性能为动态制动提供了高性能，紧凑的解决方案。大量的高功率脉冲实验室测试证明了WDBR电阻器具有良好的稳定性和可靠性。

在指定制动电阻时，应将功率要求确定为瞬时功率或浪涌，平均功率和制动周期以及应用所需的连续功率。如果应用有限制条件，还应指定环境温度和最大电阻器工作温度。由于每个驱动应用的惯性负载会有所不同，因此对于耦合到不同系统的同一电机，电阻器尺寸会有所不同。为了限制所需的电阻值的数量，设计者应考虑一些可以串联连接的值以获得更高的总电阻，或者并联以降低总电阻。这使得只需要存储较少的电阻值，并且有更大的灵活性来为每种应用适当地确定制动器的尺寸。

为了确定在制动周期期间产生的瞬时功率P_i的关系，使用从欧姆定律导出的公式来比较升高的DC-Link电压V_e和制动电阻R_b，在定义电阻额定值所需的浪涌特性时，这一点很重要。

决定最小电阻值R_bmin的一个因素是开关机构的电流限制。根据设计，电阻器的尺寸应使电机产生的电流不超过电子开关的额定值。

对于同步速度，Ws=2πf/Np[rad/sec]，其中f是工频，Np是感应极对数。使用实际转子速度Wr[rad/sec]，电机转差S通过以下方式计算（其中ω=2πf）：

驱动器的额定功率Pr用于计算额定转矩Tr：

为了理解应用的要求，可以从以下等式中获得其他数据：

考虑到转矩过载系数，用于制动计算的有效转矩T_e通常在150%到200%之间，同步速度W_s恒定为零，通过假设角减速度a，制动时间T_b[sec]可以使用有效转矩T_e来计算。驱动系统的惯性负载j_I[kgm2]确定制动时间：

为了计算连续额定功率P_c，考虑制动间隔的占空比。通过制动和循环时间d_c = tb / tcy计算占空比。

并且利用散热器的热阻R_th，可以通过以下方式估算电阻器的温升：

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型号- BCN168SB,WH SERIES,T 2010,WP25S,WMO7S,BCN168RB,0612X,BCN,WP5SZI,WHS-UL,WIN SERIES,RCP,SQM5,SQM3,SQM2,EBW5216,N 0815,LRF SERIES,SQM7,4507,LRCS,4500,WMO5S,4501,4502,4503,4504,VRW37,4505,4506,RHVD08,RC70P,T0603,WRM SERIES,HDSC,CR,LVC SERIES,VRW25,DIV23 SERIES,ULW SERIES,RHVD15,LRMAPXXXX SERIES,4530,GHVC SERIES,ULR3N,4531,WDBR-UL,TJC,RHVD10,RC65,WMO3S,BPR50,WH10,ULR,EMC,LCS SERIES,ULW,WP-SZI SERIES,WHPC,PCF,WMO2S,RC55,4532,4533,4534,4535,4536,4537,PCR,HPDC SERIES,OAR,SQP SERIES,WPYP10,ULR1S,BCN10,WSHR,ULR25,WRM,1900 SERIES,W20,WMO1S,W22,W21,T0805,W24,W23,SQP7,SQP5,ULR2N,BPR30,SQP2,SQP3,SOT143 SERIES,RC70,LR SERIES,WSM,HVC,W31,W30,HVD,WHS2,WHS3,WHS5,W20 SERIES,WH25,WHS7,WP3SZI,BPC3,RC65P,HVP,WH50,LHVC,HR,PFC,WMO-S SERIES,VRW,MFP1,MFP2,BPR10,WA84F,EBW SERIES,MF-S,WP-SZI,BPC7,BPC5,HVP SERIES,MFC SERIES,WSM2,WSMHP,WSM3,GHVC2512,MF1/2S,WCM SERIES,BPC10,LOB-5,ULR15S,LOB-3,MFR5,LRF3W SERIES,MFR3,MFR4,HVD08,RHVD10A,WH100,RC SERIES,VRW SERIES,SOT,RC55P,WSMHP25,HVD15,LR,WSMHP20,HVD12,1020X,DIV23,SPP,WMHP35,DSC,0508X,WRM-HP SERIES,WP-S SERIES,MF2S,LOB SERIES,MFR SERIES,HVD20,WHS10,WH200,WMHP50,SQM,PFC-HT,LRZ SERIES,SQP,BPC,LRMA,WSMHP SERIES,OARS-XP SERIES,LCS,MF1S,EMC SERIES,PR SERIES,BPR,WMHP20,N 0612,MFC,HVD30,RHVD15A,PCFH,T43,OARS-XP,T44,MFP,MFR,PCFP,T48,WCR SERIES,WA84F SERIES,WSMHP35,4530 SERIES,WH300,T0402,APC,HPWC,MF3S,VRW68,PR,WPYP SERIES,LRCS SERIES,OAR-5,OAR-1,OAR-3,1908,RC,PCR SERIES,RHVD SERIES,PCF SERIES,WHS5UL,1906,1905,1900,N 1225,BCN SERIES,PWC SERIES,1600 SERIES,LRF3W,ASC,WHPC SERIES,MFP SERIES,HTCR,PWP08,RCP SERIES,CAR SERIES,APC SERIES,WPYP8,P4026,PR5,PR4,TJC SERIES,WMHP,WP-S,SQM SERIES,SPP SERIES,PWP04,PWP06,OARS1,GHVC1206,T1206,OARS SERIES,HVP08,HVP06,TFHP SERIES,HVP04,WHS-UL SERIES,WRM-HV SERIES,PTS SERIES,HVD SERIES,M 2512,WSM SERIES,P 3920,WMO1/2S,WHS SERIES,SC3 SERIES,HVP15,ULR SERIES,HVP10,SPP-1,T 2512,LHVC SERIES,SPP-3,PTS,SPP-2,ULR2,ULR1,WH,WP2S,BPR SERIES,EMC2,WDBR1/2,ULR5,TFHP,HVP20,ULR3,M 1206,WL4 SERIES,BPR7,0207HP,BPR5,1602,BPR3,1601,SP20F SERIES,1600,WP1S,WPRT,WRM-HV,GCR,1609,1608,1607,1606,1605,SP20F,1604,1603,WRM-HP,WCM,WMHP SERIES,WCR,BPC SERIES,PFC-D,BCN164A,WP4S,WDBR5,WDBR SERIE,WDBR7,WDBR2,CAR7,PWC,WDBR1,CAR6,LOB,CAR5,WDBR3,PWP,P 2512,WP3S,BCN164AB,WPRT10,WPRT15,M 0805,P2817,OARSXP,RHVD,P 2726,WMO-S,WPRT20,EBW,3810,3811,WP2SZI,3812,CR SERIES,S0M10,DSC SERIES,WMHP100,GHVC,4800 SERIES,WPRT30,WP5S,HTCR SERIES,LRF,WH5,LRMA SERIES,P 5930,4804,4805,WPRT40,LRZ,GHVC2010,GCR SERIES,WPYP,PWP10,4800,PWP15,4802,WHS,HPDC,EBW8518,MF-S SERIES,OAR SERIES,PWP SERIES,4500 SERIES,ULW5,ULW4,ULW3,ASC SERIES,WPRT50,CAR,ULW2,OARS,PWP20,WHS3UL,W30 SERIES,4812,WIN,SQP20,SQM10A,LRMAPXXXX,3810 SERIES,WPRT SERIES,SOT143,HR SERIES,HVC SERIES,SQP15,SC3,SQP10,WDBR,WHS2UL,LVC,PFC-D SERIES,4832,WL4

07.23 - TT ELECTRONICS - 选型指南 - Issue 16 代理服务技术支持现货查询批量订货

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TT Electronics Welwyn电阻选型，包括精密电阻、金属合金功率电阻、电流检测电阻、MELF电阻、线绕高浪涌电阻、通用表面安装电阻等，提供多参数选择，最小尺寸达0204，最小电阻值达0.2mΩ，公差范围±0.01%~±10%

产品型号	品类	Size	Value(mΩ、Ω)	Tolerance(%)
HR0603F-100MJI	High Value Surface Mounted Resistors	0603	100MΩ	±5%

选型表 - TT Electronics 立即选型

THICK FILM ON STEEL RESISTOR TECHNOLOGY - INCREASINGLY POWER DENSE & DEMANDING APPLICATIONS

型号- WDBR5,WDBR7,WDBR1/2,WH300,WH200,WDBR2,WDBR1,WDBR3

2022/10/12 - TT ELECTRONICS - 白皮书代理服务技术支持现货查询批量订货

【产品】TT为FBW飞行控制系统提供的超薄功率电阻器WDBR系列，具有高达7 kW的高脉冲能力和非常紧凑的占板面积

TT Elictronics提供WDBR系列超薄型功率电阻器，具有快速的热响应和显着的空间节省能力，可满足飞机工程的各种要求。已成为Airbus A350动态制动飞行控制执行器、波音787液压制动器和空客A400M电子制动器空对空胶管滚筒驱动加油的功率管理解决方案。具有低电感设计和单固定散热片安装座，可根据客户要求在功率性能和电子终端方面进行定制。

2020-05-22 - 新产品代理服务技术支持现货查询批量订货

【选型】交通信号灯上推荐TT超薄型功率制动电阻，尺寸31.9x21.8mm，160℃内满负荷

近日有做交通信号灯的客户希望找一款封装体积非常小的电阻，要能承受高温环境考验，在高温条件下功率与温度的变化曲线在可控范围内，且需要并联若干负载功率电阻来维持原先电路的总功率不变。笔者因此推荐了TT的超薄型功率制动电阻WDBR1/2-47RKIW。

2020-12-30 - 器件选型代理服务技术支持现货查询批量订货

WDBR7 I 3D Model

型号- WDBR7-I

2023/05/30 - TT ELECTRONICS - CAD模型库代理服务技术支持现货查询批量订货

【产品】通过UL认证的薄型功率电阻器WDBR-UL系列，厚膜设计是空间敏感型应用的理想选择

TT推出的WDBR-UL系列功率电阻器峰值功率可高达7kW，具有从12R到150R的9种阻值，五种尺寸可供选择，非常适合动态制动，浪涌限制和缓冲电路

2018-09-14 - 新产品代理服务技术支持现货查询批量订货

TT Electronics为电池管理系统(BMS)提供丰富的耐浪涌、高性能电阻器，还提供定制选项

TT Electronics提供广泛的产品系列和定制选项，助您的电池管理系统提升水平！EBW8518五秒钟的浪涌中具有高达180W的过载保护，LRMAP3920 /5930电阻器适用于快速和高浪涌，LRMA/ULR适于真空吸尘器的真空电池组BMS的成本和耐浪涌要求，WPRT和PWHW适于插入式HEV充电器单元中的浪涌容限和过载保护，WMHP和WSMHP电阻器具有增强的脉冲性能和安装通用性。

2020-05-27 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

WDBR5 L 3D Model

型号- WDBR5-L

2023/05/30 - TT ELECTRONICS - CAD模型库代理服务技术支持现货查询批量订货

Product Data Short Form Resistors BI Technologies IRC Welwyn

型号- BCN168SB,WH SERIES,OAR-5,1210,WP25S,T 2010,WMO7S,0805,OAR-1,OAR-3,WLT,1218,BCN168RB,1908,BCN,PLO-5,WP5SZI,PLO-3,1225,PLO-7,W215,1906,1905,RCP,1900,SQM5,SQM3,SQM2,N 1225,N 0815,SQM7,4507,ASC,LRF3W,CC SERIES,PFCHT,LRCS,WP-S,4500,WMO5S,HTCR,4501,4502,4503,4504,GC55,VRW37,4505,4506,RHVD08,PWP08,RC70P,WPYP8,MFR4P,T0603,PR5,PR4,1005,WMHP,VRW25,PWP04,PWP06,RHVD15,4530,OARS1,4531,CHP,1020,T1206,PLO-10,RHVD10,GC70,HVP08,HVP06,RC65,WMO3S,HVP04,BPR50,WH10,EMC,ULR,0603,ULW,PWRL,M 2512,P 3920,WMO1/2S,WHPC,PCA,0612,PCF,WMO2S,RC55,4532,HVP15,4533,SQM10,4534,GC65,4535,4536,BCN4D,4537,PCR,HVP10,SPP-1,OAR,T 2512,WPYP10,2010,ULR1S,BCN10,PTS,SPP-3,ULR25,SPP-2,ULR2,ULR1,WP2S,WRM,W20,WMO1S,W22,W21,EMC2,T0805,W24,WDBR1/2,WBC,W23,HVP20,0503,ULR3,SQP7,SQP5,M 1206,BPR30,SQP2,SQP3,BPR7,RC70,BCN21,BPR5,WSM,1602,BPR3,1601,1600,WPRT,WP1S,HVC,W31,W30,WRM-HV,GCR,HVD,WHS2,WHS3,1609,1608,WHS5,1607,2817,1606,WH25,SP20F,WHS7,1605,WP3SZI,1604,WRM-HP,1603,BPC3,RC65P,HVP,WH50,WCR,LHVC,PFC,PFC-D,BCN164A,WP4S,0402,WDBR5,BCN318SB,WDBR7,PCA164,CHP2,CHP1/2,CHP1,VRW,MH37,WDBR2,CAR7,WDBR1,CAR6,LOB,MFP1,CAR5,CHP1/8,MFP2,WDBR3,BPR10,WA84F,P 2512,GPCF,WP3S,BCN164AB,WPRT10,MH25,MF-S,WP-SZI,WPRT15,PWC,BPC7,M 0805,1505,MAR,BPC5,RHVD,OARSXP,PWP,WSM1,WSMHP,WSM2,WSM3,GC SERIES,MF1/2S,LOB-1,0303,WMO-S,BPC10,LOB-5,ULR15S,PTCR,LOB-3,MFR5,WPRT20,3810,3811,WP2SZI,MFR3,3812,CR SERIES,MFR4,HVD08,RHVD10A,WH100,WMHP100,RC SERIES,SPP,LR (F),BCN318RB,SOT,WPRT30,RC55P,WP5S,MAR 40,WSMHP25,HVD15,WH5,WSMHP20,HVD12,4804,0204,4805,DIV23,0202,WMHP35,WPRT40,DSC,LRZ,0201,WPYP,PWP10,MH,4800,PWP15,MF2S,4802,0207,WHS,HVD20,WHS10,WH200,WMHP50,SQM,PFC-HT,ULW5,SQP,ULW4,2512,BPC,ULW3,CAR,WPRT50,ULW2,OARS,PWP20,LRMA,LCS,WIN,4812,MAR 42,MF1S,CRT,PR SERIES,BPR,SQP20,WMHP20,N 0612,MFC,HVD30,RHVD15A,PCFH,CC1,LR(F),PLO,T43,OARS-XP,CC2,T44,0102,MFP,MFR,PCFP,T48,SOT143,HR SERIES,SQP15,SC3,WSMHP35,SQP10,WH300,1206,T SERIES,HPWC,WDBR,LVC,4832,MF3S,WL4,VRW68

2017/11/15 - TT ELECTRONICS - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货