制動抵抗
VFD、サーボ、エレベータ、クレーン、EV の減速時にモータから回生する運動エネルギーを、系統への回生ができない場合に熱として消費する抵抗。
定義
減速時、運動エネルギー ½ J ω² がインバータを通って直流バスコンデンサに戻り、母線電圧を上昇させる。制動抵抗はこのエネルギーを吸収する:閾値(400 V AC ドライブで通常 780 V)を超えると IGBT 制動チョッパが抵抗を母線に投入し、電圧を安全範囲に保持する。
選定は 3 値で決まる:ピーク電力 ½ V_bus²/R、デューティ平均電力、単発エネルギー ½ J × (ω₁² − ω₂²)。ピークはパルス定格内、平均は連続定格内、単発エネルギーは次回減速までに熱容で消化可能であること。22 kW VFD は典型的に 4 ~ 8 Ω・ピーク 5 ~ 10 kW・連続 1 ~ 2 kW のアルミ筐体抵抗を使用。
ホイスト、門型クレーン、遠心機、工作機械スピンドル、EV・鉄道の回生制動などで使われる。抵抗が 1 ~ 16 kHz の斬波 DC を受けるため、EMI 抑制のため無誘導巻線が推奨される。熱保護スイッチと過温度監視は標準安全機能。
関連用語
アルミ筐体抵抗
巻線抵抗体を押出成形アルミ筐体内にシリコーンゲルで充填し、ヒートシンクにねじ止めして 5 W ~ 1500 W の高密度連続消費を行う電力抵抗。
巻線構造
精密に引き伸ばした抵抗合金線(ニクロム、コンスタンタン、マンガニン)をセラミックまたはグラスファイバ芯に巻き、保護被覆や筐体で仕上げる抵抗器構造。
パルス電力
規定の時間幅とデューティで短いパルスの間、抵抗が吸収できる瞬時電力。素子の熱容量で熱が緩衝されるため、連続定格をはるかに超える。
無誘導巻線
巻線抵抗の自己インダクタンスを無視できるレベルまで低減する一連の工法(双線、Ayrton-Perry、逆方向多層)。高周波・パルス・スイッチング用途に巻線構造を使えるようにする。
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