مقاومت ترمز

مقاومت‌های ترمز در درایو فرکانس متغیر (VFD) قابلیت گشتاور ترمز را افزایش می‌دهند و ترمز سریع‌تر و کنترل‌شده‌تری تولید می‌کنند. مقاومت ترمز قدرت انرژی بازگشتی را تلف می‌کند تا ولتاژ باس DC از حد مجاز درایو بیشتر نشود.

درایوها انقلابی آرام در جهان سیستم‌های الکترومکانیکی ایجاد کرده‌اند. توانایی آن‌ها در کنترل سرعت و گشتاور موتورهای AC باعث صرفه جویی عمده در انرژی و افزایش طول عمر موتورها می‌شود. از آنجایی که موتورهای AC یکی از بزرگترین دستگاه‌های مصرف کننده انرژی در کاربردهای صنعتی در سراسر جهان هستند، تأثیر درایوها بسیار زیاد است.

موتورهای القایی AC عمدتاً دستگاه‌هایی با فرکانس ثابت هستند که بسته به فرکانس تامین شبکه در هر کشور در فرکانس 50 هرتز یا 60 هرتز کار می‌کنند. با این حال، هنگامی که به یک درایو اضافه می شوند، فرکانس و ولتاژ ورودی موتور را می‌توان تنظیم کرد. قبل از ظهور درایوها، روش‌های مکانیکی مانند استفاده از تسمه، شیار یا گیربکس برای کاهش سرعت در حالی که موتور هنوز با سرعت کامل کار می کرد، استفاده می‌شد. با این حال، درایو سرعت واقعی موتور را کاهش می‌دهد، که آمپرهای کشیده شده توسط موتور را کاهش می‌دهد. این به طور مستقیم منجر به کاهش مصرف انرژی می‌شود.

نقش حیاتی مقاومت های ترمز دینامیکی

در طول فرآیند توقف یک موتور، جریان از درایو به موتور، به موتور به درایو تغییر می‌کند. در حالی که در حالت احیا کننده، انرژی برگشتی تمایل به افزایش ولتاژ باس DC  دارد. هنگامی که ولتاژ از حداکثر ظرفیت باس DC بیشتر شود، کنترلر درایو واحد مقاومت ترمز را برای مدتی روشن می‌کند. این زمانی است که انرژی اضافی از طریق مقاومت ترمز به شکل انرژی گرمایی تلف می شود.

در نتیجه در زمان ترمزگیری، گرمای بسیار بالایی در موتور تولید می‌شود. سرعتی که موتور می‌تواند متوقف شود مستقیماً به سرعت تبدیل انرژی جنبشی موتور به گرما و اتلاف ایمن توسط مقاومت ترمز بستگی دارد. برای سرعت‌های پایین موتور، مقاومت ترمز می‌تواند گرما را با خیال راحت جذب کند. برای سرعت‌های بالاتر، مقاومت ترمز دارای یک محافظ حرارتی خارجی است که می‌تواند مقادیر بسیار بیشتری گرما را جذب کند.

مقدار اهمی مقاومت ترمز و آستانه جذب حرارت باید برای هر برنامه خاص به طور دقیق طراحی شود. سازنده درایو معمولاً توان مورد نیاز (وات) را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد در هنگام ترمزگیری را تعیین می‌کند. برای تعیین اندازه مقاومت، ورودی‌های مورد نیاز پیک توان، مقدار اهمی دارای اهمیت هستند.

ترمز دینامیکی اغلب ساده‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین وسیله برای اتلاف انرژی بازگشتی از موتورهای AC است، بنابراین به درایوهای فرکانس متغیر اجازه می‌دهد تا بار را ایمن ترمز کنند.

شماتیک ساده شده یک مدار ترمز دینامیکی

مقاومت‌های ترمز به منظور جلوگیری از آسیب سخت افزاری یا خطاها در درایو به سیستم کنترل موتور وارد می‌شوند. آن‌ها مورد نیاز هستند زیرا در عملیات خاصی، موتور کنترل شده توسط درایو به عنوان یک ژنراتور عمل می‌کند و قدرت به جای موتور به سمت درایو برمی‌گردد. هر زمان که بار تعمیرات اساسی وجود داشته باشد (مثلاً حفظ سرعت ثابت هنگامی که نیروهای گرانشی سعی می‌کنند آسانسور را در حین حرکت به سمت پایین شتاب دهند) یا از درایو برای کاهش سرعت موتور استفاده می‌شود، به عنوان ژنراتور عمل می‌کند. این باعث می‌شود که ولتاژ باس DC درایو افزایش یابد و اگر انرژی تولید شده تلف نشود منجر به خطاهای ولتاژ بیش از حد در درایو می‌شود.

مقاومت های ترمز سطح باس DC را زیر آستانه خطا تنظیم می کنند

هنگام انتخاب مقاومت ترمز چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟

هنگامی که تصمیم گرفته شد که یک مقاومت ترمز برای کاربرد مورد نیاز است، دو عامل اصلی هنگام انتخاب مقاومت وجود دارد: مقدار مقاومت و ظرفیت اتلاف توان مقاومت.

حداقل مقدار مقاومت

درایوهایی که از مقاومت ترمز استفاده می‌کنند دارای یک “مدار خردکن” یا ترانزیستور ترمز نیز خواهند بود. هنگامی که ولتاژ باس DC خیلی زیاد می‌شود، ترانزیستور ترمز جریان گذرگاه DC را از مقاومت ترمز عبور می‌دهد. این مدار ترانزیستور ترمز دارای محدودیت‌های جریان است و سازنده درایو معمولاً حداکثر مقدار جریان و چرخه کار را فهرست می‌کند.

ترانزیستور ترمز جریان عبوری از مقاومت ترمز را کنترل می‌کند

از آنجایی که V=IR، اگر ولتاژ ثابت باشد، مقاومت کوچکتر منجر به جریان بزرگتر می‌شود. بنابراین اگر حداکثر ولتاژ بیش از سطح ولتاژ 840VDC شود، می‌توان حداقل مقاومتی را محاسبه کرد که مقدار جریان را کمتر از حداکثر جریان ترانزیستور ترمز نگه می‌دارد. در حالی که مقدار حداقل مقاومت بر عملکرد مقاومت یا توانایی آن در اتلاف نیرو تأثیر نمی‌گذارد، اطمینان از کارکرد صحیح آن با درایو بسیار مهم است.

برای محاسبه اندازه مناسب مقاومت به داده های مشخصه چرخه بار نیاز دارید: زمان ترمز یا چرخه کار و زمان کل چرخه. علاوه بر این، شما به قدرت ترمز Pbr و حداقل مقدار مقاومت Rmin نیاز دارید که توسط درایو تعریف شده است.

با توجه به تحمل تولید و ضریب دما، مقدار مقاومت توصیه شده به طور قابل توجهی بالاتر از مقدار حداقل مقاومت است. در اینجا ما از یک ضریب ایمنی 20٪ (R = 1,2 x Rmin) استفاده می کنیم که به طور موثری از آسیب احتمالی اجزای درایو به دلیل جریان زیاد جلوگیری می‌کند.