Тормозной резистор применяется для быстрого понижения скорости или торможения двигателя, особенно, если двигатель работает с большим инерционным моментом.
При торможении асинхронный двигатель работает в режиме генератора, его отдаваемая электрическая энергия способна вызвать перенапряжение в сети постоянного тока, для гашения этого эффекта применяют тормозные резисторы.
Что такое динамическое торможение частотного преобразователя
Для обеспечения безопасной остановки электродвигателя в конструкции преобразователя частоты предусмотрен режим торможения. Например, в преобразователях частоты с АИН (автономным инвертором напряжения) присутствует возможность торможения электродвигателя постоянным током, который поступает в статорную обмотку.
Если выпрямитель не реверсивный, существует режим динамического торможения частотного преобразователя с введением резистора в цепь статора двигателя. Динамическое торможение частотного преобразователя с использованием тормозных резисторов позволяет при понижении энергопотребления уменьшить нагрев электродвигателя. Благодаря динамическому регулируемому торможению инвертор становится полностью управляемым устройством.
Рис. №1. Тормозной резистор РБ4
Возможность использования торможения постоянным током накладывает на преобразователь частоты некоторые ограничения. Так, его можно использовать только в установках с нечастым режимом торможения и только в тех случаях, когда отсутствует нагрузка, способная перевести электрический двигатель в генераторный режим, при котором велика вероятность перегрева двигателя и аварийное отключение.
Динамическое торможение при изменении сопротивления добавочных тормозных резисторов позволяет получить различные желаемые искусственные характеристики электродвигателя.
Тормозные прерыватели и тормозные резисторы, незаменимые компоненты частотного преобразователя
Преобразователь частоты не использующий добавочное устройство для торможения обладает тормозным моментом, который равен 30% от номинального.
Тормозные прерыватели и тормозные резисторы, составляющие элементы дополнительного тормозного устройства. Тормозной прерыватель, как правило, встроенного типа, тормозной резистор относится к внешним компонентам.
Тормозной резистор легкой категории (LD) служит для облегчения режимов торможения и обеспечивает момент торможения, который равен номинальному и длится 5 сек при выполнении торможения до нулевой скорости.
Рис. №2. Пожаростойкий проволочный тормозной резистор 80 Ом, 1000Вт, большой мощности и с малым сопротивлением
Тяжелый режим работы имеет свои, предназначенные для этого резисторы типа HD. Они служат для создания тормозного момента, равного номинальному при скорости номинального значения 3 сек + 7сек, при включении торможения к нулю.
Рабочий цикл для этих режимов происходит не чаще, чем 1 раз в течение 2 мин. Резисторы HD изготавливают из стали, резисторы малой мощности выполняются из алюминиевого профиля. Резисторы с большой мощностью оборудованы термисторами и включают в комплект тепловой ключ с температурой расцепления до 220оС.
Пример тормозных резисторов преобразователя частоты ОВЕН
Примером тормозных резисторов служат балластные резисторы, подключаемые с помощью встроенных тормозных ключей. Хороший пример – это тормозные резисторы ОВЕН РБх.
Их краткое описание.
Они считаются обязательной опцией в конструкции частотного преобразователя, предусмотренного для работы с подъемно-транспортными машинами (транспортеры или подъемники), с высокоинерционными механизмами, например: дымососами, рольтангами или тягодутьевым оборудованием. Подобные ПЧ применяются для станочного оборудования различных типов, пример: токарные станки, шлифовальные или сверлильные. Резистор РБ2, РБ3, РБ4 отличают следующие достоинства
- Компактный монтаж, он помещается в шкаф управления;
- Резистор работает в тяжелых условиях с увеличенной мощностью, выделяемой при торможении.
Устройство представляет собой проволочную конструкцию с основанием из керамического или алюминиевого корпуса. Существует два типа резисторов, рассчитанных на 80 Ом, 1 кВт и на 400 Ом, 200 кВт. Резисторы, используемые в Пч, могут быть одного типа, или может быть использована группа резисторов, подключенных параллельно. Резисторы промышленного использования обладают степенью защиты IP54 и IP20.
Рис. №3. Основные технические параметры тормозных резисторов ОВЕН РБх
Рис. №4. Схема подключения тормозных резисторов к преобразователю частоты
Как подобрать тормозной резистор?
Выбор тормозных резисторов зависит от номинала по мощности преобразователя частоты. Для всех номиналов существует возможность работы в тяжелом режиме. Наиболее часто такие преобразователи работают в грузоподъемных машинах и оборудовании (40%). Важно учитывать и легкий режим работы (10%), он характерен для конвейеров или дымососов.
В тяжелом режиме работают резисторы РБ2 и РБ4.
Выбор тормозных резисторов осуществляется с помощью расчета или с использованием табличных значений.
Расчет тормозного резистора
Расчет и изготовление тормозного резистора частотника зависит от использования алгоритма, зависящего от максимального момента торможения Мторм.Момент зависит от следующих характеристик:
- начальной скорости замедления n1;
- конечной скорости замедления n2;
- прогнозируемого времени замедления t2;
- общего момента инерции J, который находится суммой моментов инерции в соответствии со скоростью вала электродвигателя
Формула (1) максимального момента торможения
Формула (2) максимальной мощности торможения
Формула (3) максимальной электрической мощности торможения.
Рис. № 5. Таблица формул расчета тормозного резистора
Коэффициент снижения нагрузки торможения зависит от мощности привода и находится по таблице.
Рис. №6. Выбор коэффициента уменьшения нагрузки торможения
Важно: во время работы электродвигателя в комплектации с редуктором учитывается КПД редуктора. В случае отсутствия редуктора КПД равно единице.
Что делать, когда резистора нет
Частотник и тормозной резистор – обязательная конструктивная комплектация привода, но может оказаться, что резистор отсутствует. Что делать, когда резистора нет?
В этом случае привод включается в работу в зависимости от следующего алгоритма действий:
- В настройках указываем отсутствие тормозного резистора.
- В некоторых типах частотного преобразователя указываем торможение постоянным током.
- В случае отсутствия резистора выбираем пониженную частоту, включаем реверс, постепенно понижаем частоту на ноль, переходим в обычный режим и на обычное значение частоты.
частотный преобразователь для токарного станка
