مقاومت ترمز اینورتر (درایو)

مقاومت ترمز اینورتر (درایو) یکی از حیاتی ترین اجزاء محافظتی و کنترلی در درایو است. این قطعه نه تنها از افزایش ولتاژ در باس DC جلوگیری می کند، بلکه باعث ایجاد ایمنی در موتور و درایو نیز می شود.

با انتخاب درست نوع، مقدار و توان مقاومت و همچنین نصب صحیح آن مطابق با استانداردها، می توان عمر مفید سیستم را افزایش داده و از خطاهای ناخواسته درایو جلوگیری کرد.

1)مقاومت ترمز اینورتر (درایو) چیست و چه کاربردی دارد؟

مقاومت ترمز (Braking Resistor) یکی از قطعات کلیدی در سیستم های کنترل موتورهای الکتریکی است که وظیفه آن، تخلیه انرژی برگشتی تولید شده توسط موتور در زمان کاهش سرعت یا توقف می باشد. این قطعه معمولا در کنار اینورتر (درایو) مورد استفاده قرار می گیرد و از آسیب های احتمالی به سیستم جلوگیری می کند.

به عبارتی هنگامی که نیاز است در یک مدت زمان کوتاه، موتوری که بار زیادی را تحت شرایط اینرسی حمل می کند یا حرکت می دهد متوقف شود، یک جریان برگشتی ایجاد می شود که این جریان به سمت درایو هدایت و باعث آسیب رسیدن به درایو می شود. با استفاده از مقاومت ترمز می توان این جریان را خنثی کرده و از آسیب رسیدن به درایو جلوگیری کرد.

در بسیاری از کاربرد های صنعتی مانند جرثقیل، آسانسور، تاورکرین، پله برقی، نوار نقاله، ماشین های CNC و … که نیاز به توقف سریع یا کنترل دقیق سرعت می باشد، استفاده از مقاومت ترمز الزامی می شود.

2)چرا به مقاومت ترمز نیاز داریم؟

هنگامی که موتورالکتریکی در حال کاهش سرعت یا توقف است، انرژی جنبشی آن به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. در این حالت موتور مانند یک ژنراتور عمل کرده و این انرژی به لینک DC اینورتر برمیگردد. اگر این انرژی کنترل یا تخلیه نشود، باعث بالا رفتن بیش از حد ولتاژ DC می شود که ممکن است منجر به:

• مواجه شدن با خطای ولتاژ بیش از حد در درایو (Over Voltage)
• آسیب دیدن IGBT ها یا برد کنترل
• یا سوختن کامل درایو

مقاومت ترمز این انرژی را دریافت کرده و به گرما تبدیل می کند. این تخلیه حرارتی باعث می شود که ولتاژ در لینک DC کنترل شده باقی بماند و توقف موتور به صورت ایمن و سریع انجام شود.

3)انواع مقاومت ترمز

• بر اساس ساختار فیزیکی:

• بر اساس عملکرد:

4)  مدار چاپر ترمز

الف) اجزاء مدار

• ترانزیستور ترمز (Brake Transistor) :

این ترانزیستور (معمولاIGBT) نقش کلید را دارد. وقتی ولتاژ لینک DC به آستانه تعیین شده رسید، درایو دستور می دهد که این ترانزیستور روشن (ON) شود تا مسیر تخلیه انرژی باز شود.

• مقاومت ترمز خارج خارجی (External Brake Resistor):

انرژی برگشتی از موتور از طریق این مقاومت به صورت گرما تلف می شود. این مقاومت باید توان کافی برای اتلاف انرژی را داشته باشد و مقدار اهمی اش هم باید در محدوده مجاز باشد.

• خازن های DC باس (DC BUS Capacitors):

در شرایط عادی، ولتاژ DC را صاف نگه می دارند. در هنگام برگشت انرژی، این خازن ها سریعا شارژ می شوند، اما بدون Brake Chopper، این ولتاژ از حد مجاز عبور می کند.

ب) نحوه عملکرد

1. موتور انرژی تولید می کند.
2. ولتاژ DC باس شروع به افزایش می کند.
3. هنگامی که ولتاژ به یک حد مشخص رسید، درایو ترانزیستور ترمز را فعال می کند.
4. انرژی از طریق مقاومت ترمز عبور کرده و به گرما تبدیل می شود.
5. ولتاژ DC باس دوباره به سطح ایمن بر می گردد.
6. ترانزیستور خاموش می شود تا در صورت لزوم مجددا عمل کند.

5)پارامتر های مهم در انتخاب مقاومت ترمز:

• مقدار مقاومت:

باید بر اساس ولتاژ DC باس و جریان مجاز چاپر انتخاب شود. مقاومت پایین تر = جریان بیشتر (ممکن است چاپر یا ترانزیستور ترمز آسیب ببیند)

نکته: مقدار مقاومت نباید از مقدار حداقلی مجاز کمتر باشد که معمولا در دفترچه اینورتر (درایو) مشخص شده است.

• ظرفیت اتلاف توان:

مقدار قدرتی که مقاومت می تواند به گرما تبدیل کند بدون اینکه بیش از حد داغ شود. باید با جرم اینرسی سیستم، سرعت کاهش و چرخه کاری موتور تناسب داشته باشد.

• شرایط کاری:

برای کاربردهای متناوب (مثل بالابر) به مقاومت هایی با تحمل گرمایی بیشتر نیاز داریم. در کاربردهای دائمی مثل نوار نقاله، رنج توان باید مناسب با نرخ توقف تنظیم شود.

6)نحوه نصب و اتصال مقاومت ترمز به اینورتر (درایو)

درایوهایی که از مقاومت ترمز پشتیبانی می کنند معمولا دارای ترمینال هایی مثل DC+ و PR (یا B2 و B1) هستند.

نکات نصب:

• ترمینال DC+ را به یکی از دو سر مقاومت وصل کنید.
• ترمینال PR یا -B را به سر دیگر مقاومت وصل کنید.
• از کابل با سطح مقطع مناسب استفاده کنید.
• مقاومت در خارج از تابلو و در مکان دارای تهویه مناسب نصب شود.
• اطراف مقاومت باید فاقد مواد اشتعال‌زا مثل خاک اره، الیاف، پلاستیک یا کاغذ باشد.
• رعایت استاندارد UL و IP الزامی است.

7)محاسبه مقاومت و توان مورد نیاز

با فرمول V=IR می توان مقدار جریان عبوری از مقاومت را در ولتاژ DC باس محاسبه کرد. برای انتخاب دقیق تر، معمولا سازندگان درایو جدول مقاومت ترمز پیشنهادی بر اساس توان اینورتر (درایو) را ارائه می دهند.

در برخی موارد برای رسیدن به مقدار خاص، چند مقاومت به صورت سری یا موازی بسته می شوند.

8)نکات تهویه و ایمنی

• در توان های بالا از فن خنک کننده یا شیار های خنک کننده استفاده کنید.
• در پروژه های حساس، نصب ترموستات حرارتی یا بیمتال روی مقاومت توصیه می شود.
• دمای بیش از حد مقاومت می تواند باعث افت عملکرد و آتش سوزی شود.

پشتیبانی

شماره تماس و پیام رسان های پشتیبانی واحد فنی پتواز : 09045952007

سپاس از همراهی شما

واحد پشتیبانی فنی و خدمات پس از فروش

شرکت یکسوسازان توان پتواز