Jak obliczyć rezystor hamowania do przemiennika częstotliwości?

Rezystory hamujące w przemiennikach częstotliwości służą do szybkiego zatrzymywania lub zmniejszania prędkości silników elektrycznych. Dzięki energii kinetycznej wirnik silnika elektrycznego obraca się jeszcze przez krótki czas, nawet po wyłączeniu. Skutkiem tego jest praca generatorowa silnika. Wytwarza się energia elektryczna, która zwracana jest do przemiennika częstotliwości. Powoduje to wzrost napięcia na szynie DC i kondensatorach. Wynikiem tego może być pojawiający się błąd przepięcia lub nawet wyłączenie falownika.

Aby uniknąć takich problemów do wyprowadzonych zacisków szyny DC należy podłączyć rezystor hamujący o odpowiedniej wartości rezystancji i mocy znamionowej.

Poniżej znajduje się krótki przewodnik po obliczeniach i sposobie doboru rezystora hamowania do przemiennika częstotliwości.

Powrót do Akademii falowników Unitronics

Rezystor hamowania

Każda aplikacja będzie potrzebować różnych wartości znamionowych rezystancji i mocy w oparciu o rzeczywiste potrzeby układu. Należy pamiętać, że wartość rezystancji rezystora hamowania nie może być mniejsza niż ta określona przez producenta do danego modelu przemiennika częstotliwości (patrz tabela „Dane modelów rezystora hamowania”).

Rezystor hamujący powinien być dobrany na podstawie mocy znamionowej silnika i będzie się zmieniać w zależności od bezwładności układu, czasu hamowania i energii potencjalnej obciążenia. Im większa bezwładność, tym krótszy czas hamowania. Im większy współczynnik obciążenia hamulca, tym większa powinna być moc znamionowa i mniejsza rezystancja.

Rezystor hamowania jest wymagany w momencie gdy:

• Maksymalna moc hamowania (Pb) jest wyższa niż moc znamionowa przemiennika częstotliwości Unitronics;
• Współczynnik obciążenia hamowania jest wyższy niż 10%.

Wymagane informacje potrzebne do dalszych obliczeń

• Moc silnika wyrażona w Wat-ach (W)
• Znamionowa prędkość obrotowa silnika w obr/min
• Czas hamowania wymagany w aplikacji
• Bezwładność silnika i obciążenia (kg x m^2)
• Przełożenie przekładni

Definicje

• ω_b – znamionowa prędkość obrotowa w rad/s
• ω₀ – końcowa prędkość obrotowa w rad/s, po zwolnieniu może wynosić 0;
• ω – 2*π*N/60 (rad/s)
• N – Prędkość wału silnika (obr/min)
• GM – przełożenie przekładni, mniejszy wymiar (1:2 to 0,5)
• J – bezwładność (kg x m²)
• t – czas hamowania od ω_t do ω₀
• D - współczynnik obciążenia hamulca, czas hamowania w stosunku do całkowitego czasu cyklu w procentach %

Przelicznik jednostek

• 1 (lb x ft) = 1,355818 (N x m)
• 1 (HP) = 746 (watts)

Napięcie na szynie DC przemiennika częstotliwości

Współczynnik obciążenia hamowania dla popularnych aplikacji

Wzory

1. Całkowita bezwładność:

2. Maksymalna moc hamowania: 

3. Rezystancja rezystora hamowania: 

4. Zalecana moc rezystora hamowania: 

Dane modelów rezystora hamowania w zależności od modelu przemiennika częstotliwości Unitronics

Przykład obliczeń

Dane aplikacji:

• System wirowania, D = 15%;
• Znamionowa prędkość silnika 1400 obr/min wyhamowywana do 0;
• Wymagany czas hamowania - 10 sekund;
• Czas cyklu - 60s;
• Bezwładność obciążenia - 0,3 kg*m²;
• Bezwładność silnika – 0,1 kg* m²;
• Posiadany przemiennik częstotliwości Unitronics:
  • Moc: 0,75kW;
  • Napięcie zasilania: 480VAC;
  • Model UMI-0007EU-B1;
• Brak przekładni.

Obliczenia:

• Znamionowa prędkość obrotowa w rad/s:

• Końcowa prędkość obrotowa w rad/s:

• Całkowita wartość bezwładności układu:

• Maksymalna moc hamowania:

Ponieważ maksymalna moc hamowania(860 W) jest większa niż znamionowa moc przemiennika częstotliwości (0,75 kW = 750 W) wymagany jest zewnętrzny rezystor hamujący.

• Obliczenia rezystora zewnętrznego:
  • Wymagana rezystancja rezystora hamowania:

• • Zalecana moc rezystora hamowania:

Podsumowanie obliczeń:

1. Minimalna rezystancja dla modelu UMI-0007EU-B1 ma wartość 240Ω
2. Obliczona wymagana wartość rezystancji rezystora hamowania to 522Ω
3. Sprawdź, czy wymagana wartość rezystancji rezystora hamowania jest większa niż minimalna wartość rezystancji danego modelu przemiennika:
   1. Jeśli tak, użyj rezystora o obliczonych parametrach
   2. Jeśli nie, użyj rezystora o zalecanej rezystancji minimalnej wartości rezystora hamowania do danego modelu. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia przemiennika częstotliwości.

 

Jeśli masz problem z doborem rezystora hamowania do swojej aplikacji zapraszamy do kontaktu z naszymi doradcami pod adresem sterowniki@elmark.com.pl. Więcej artykułów na temat falowników znajdziesz w sekcji Czytaj więcej. 

Powrót do Akademii falowników Unitronics