能耗制动采用在变频器直流侧设置制动单元组件、将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动，如图6-2 所示。这是处理再生能量最直接的办法，将再生能量通过专门能耗制动电路消耗在电阻上、转化为热能，故又称电阻制动，包括制动单元与制动电阻两部分。

图6-2 能耗制动和制动单元、制动电阻的连接方式

1. 制动单元

制动单元的功能是当直流回路电压 U_d 超过规定限值（如 660 V 或 710 V）时接通耗能电路，使直流回路经制动电阻以热能方式释放能量。制动单元可分内置式与外置式：内置式适用于小功率通用变频器，外置式适用于大功率变频器或对制动有特殊要求的工况，二者原理上并无区别，制动单元都是作为接通制动电阻的“开关”，包括功率管、电压采样比较电路与驱动电路。

2. 制动电阻

制动电阻用于将电动机再生能量以热能方式消耗的载体，包括电阻阻值与功率容量两个重要参数。工程上选用较多的是波纹电阻与铝合金电阻：波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热、降低寄生电感量，并选用高阻燃无机涂层，有效保护电阻丝不被老化、延长寿命；铝合金电阻器耐气候性、耐振动性优于传统瓷骨架电阻器，广泛应用于要求高的恶劣工控环境，易于紧密安装与附加散热器、外形美观。

3. 制动过程

能耗制动过程：电动机在外力作用下减速、反转（包括被拖动）时以发电状态运行，能量反馈回直流回路、使母线电压升高；制动单元采样母线电压，当直流电压到达制动单元设置的导通值时，制动单元功率开关管导通、电流流过制动电阻；制动电阻将电能转换为热能、电动机转速降低、直流母线电压也降低；当母线电压降至制动单元设定关断值时，制动单元开关功率管截止、制动电阻无电流流过。

4. 安装要求

（1）制动单元与变频器之间、以及制动单元与制动电阻之间的配线距离要尽可能短（线长在 2 m 以下），导线截面要满足制动电阻泄放电流要求。

（2）制动单元工作时制动电阻会大量发热，应使制动电阻有良好散热条件，连接导线要用耐热导线，导线勿触及制动电阻器。

（3）制动电阻应用绝缘挡片固定牢固，安装位置要确保良好散热，柜内安装时应安装于变频柜顶部。

5. 制动单元与制动电阻的选配

（1）估算制动转矩：
　　(6-1)
式中 M_z 为制动转矩，GD 为电动机转动惯量，GD′ 为电动机负载折算到电动机侧的转动惯量，v_Q 为制动前速度，v_H 为制动后速度，M_Fz 为负载阻转矩，t_j 为减速时间。一般电动机制动时内部存在一定损耗（约为额定转矩的 18%～22%），若计算结果小于此范围则无需接制动装置。

（2）计算制动电阻的阻值：
　　(6-2)
式中 R_z 为制动电阻值，U_z 为制动单元动作电压值，M_e 为电动机额定转矩。制动单元工作过程中直流母线电压的升降取决于常数 RC（R 为制动电阻阻值、C 为变频器内部电解电容容量）。制动电阻与电动机飞轮转矩密切相关，而飞轮转矩运行时是变化的，故准确计算制动电阻较困难且没必要，通常用经验公式取近似值：
R_z≥(2×U_D)/I_e　　(6-3)
式中 I_e 为变频器额定电流，U_D 为变频器直流母线电压。

（3）制动单元的选择。选择制动单元时，其工作最大电流是选择唯一依据，计算公式为
　　(6-4)
式中 I_PM 为制动电流瞬时值，U_D 为制动单元直流母线电压。

（4）制动电阻功率：
　　(6-5)
式中 α 为常数，电动机容量小时取小、反之取大。计算制动电阻标称功率时，因制动电阻为短时工作制，根据电阻特性与技术指标，一般可用：制动电阻标称功率=制动电阻降额系数×制动期间平均消耗功率×制动使用率%。