Руководство по выбору тормозного резистора для частотно-регулируемого привода: как рассчитать и выбрать правильный резистор.

Известно, что разрывной резистор защищает промышленное оборудование от перенапряжений. Он поглощает импульс рекуперативной энергии, вырабатываемой двигателем при замедлении. Благодаря способности резистора отводить энергию в виде тепла, линии производства с высокой инерцией продолжают работу, а не отключаются в середине цикла.

Почему нагрузки с высокой инерцией вызывают перенапряжения?

Когда генератор переменного тока заставляет нагрузку с высокой инерцией, например, тяжелый конвейер, замедляться быстрее, чем обычно требуется для остановки, импульс самого двигателя превращает ее в генератор. Затем регенерированная электроэнергия поступает обратно в шину постоянного тока, присутствующую в системе. водить машину.

Когда ЧРП Если двигатель заставляет инерционную нагрузку, такую как подъемный механизм крана, большой вентилятор или тяжелый конвейер, замедляться быстрее, чем происходит его естественное замедление от свободного хода до полной остановки, собственный импульс двигателя превращает его в генератор. Полученная электроэнергия поступает обратно в шину постоянного тока привода.

Если не принять меры, скачок напряжения превысит безопасные пределы привода и вызовет ошибку перенапряжения. Правильно подобранный тормозной резистор VDF в сочетании с внутренним транзистором прерывателя привода обеспечивает безопасное отведение этого скачка напряжения.

Справочная таблица формул для инженеров

Ниже приведены несколько уравнений, которые можно использовать для расчета и выбора подходящего резистора.

Где:

T_brake = требуемый тормозной момент в Нм

омега = угловая скорость двигателя в рад/с

V_dc = пороговое значение активации прерывателя, около 780 В постоянного тока в линиях с напряжением от 400 до 480 В.

Пошагово Резистор торможения частотно-регулируемого привода Расчет размеров и вычисление

Шаг 1: Рассчитайте максимальную тормозную мощность.

Первый шаг — определить максимальную механическую мощность, которая может быть достигнута в точке замедления. Если речь идёт о кранах и подъёмниках, необходимо учитывать как кинетическую энергию массы, так и действующую на неё гравитационную нагрузку.

Шаг 2: Найдите минимальное сопротивление

Теперь примените R_min = (V_dc)^2 / P_peak, используя напряжение активации прерывателя. Ниже этого значения ток, проходящий через контур, превысит максимальную допустимую нагрузку резистора прерывателя, что приведет к его выходу из строя. 

Шаг 3: Рассчитайте коэффициент заполнения и среднюю мощность.

Резисторы нагреваются во время торможения и охлаждаются во время работы в установившемся режиме, поэтому коэффициент заполнения (время торможения, деленное на общее время цикла) определяет, какую непрерывную мощность должен рассеивать прибор.

Шаг 4: Заложите запас прочности.

Для стандартных нагрузок, таких как насосы и вентиляторы, используйте коэффициент от 1,2 до 1,3. Для тяжелых циклических нагрузок, таких как подъемники и краны, коэффициент 1,5 или выше предпочтительнее, поскольку ограничения воздушного потока и температура окружающей среды быстро снижают запас прочности.

Практический пример расчета размеров: промышленный конвейер

Допустим, у вас есть тяжелый конвейер, работающий от частотного преобразователя на 400 В. Вся система должна потреблять около 30 кВт пиковой нагрузки в течение как минимум 6 секунд из каждых 60. И это необходимо делать при напряжении 780 В постоянного тока на внутреннем переключателе прерывателя.

Вот три расчета, которые помогут вам выбрать подходящее оборудование. 

1. Целевое сопротивление: Возьмите квадрат напряжения активации и разделите его на пиковый скачок мощности:

R = (780^2)/(30000) = 20,28 Ом

Сопротивление 20,28 Ом или немного выше гарантирует, что компонент не будет потреблять слишком большой ток. Это также снижает вероятность перегорания внутреннего транзистора частотно-регулируемого привода.

2. Средняя мощность: Конвейер тормозит всего 6 секунд из 60-секундного цикла. Другими словами, он работает с рабочим циклом 10%. Можно рассчитать среднее количество непрерывного выделяемого тепла, которое составляет:

30 кВт × 0,10 = 3 кВт

3. Запас термической безопасности: Теперь возьмем среднюю мощность и умножим ее на коэффициент запаса прочности 1,3:

3 кВт × 1,3 = 3,9 кВт

Это помогает изолировать систему от перегрева шкафов управления.

Итак, если говорить об окончательном выборе, то у приобретаемого оборудования должно быть сопротивление 20,28 Ом. Не забудьте, что оно должно сочетаться с непрерывной тепловой мощностью, округленной в большую сторону, не менее 4 кВт, для обеспечения безопасного запаса мощности.

Технические ошибки, которых следует избегать

Поскольку перегрузочному току некуда деваться, снижение сопротивления ниже R_min — это быстрый способ вывести из строя прерыватель. В случае недооценки коэффициента заполнения процесс протекает медленнее, так как сердечник перегревается до тех пор, пока не выйдет из строя. Установка мощного блока внутри герметичного корпуса подрывает всю конструкцию, поскольку этим компонентам необходим открытый воздух для отвода тепла, а не закрытый корпус, который его задерживает.

Поставка резисторов разных марок через Simply Buy

При проектировании конвейерных систем большой грузоподъемности или модернизации кранов сопоставление расчетов с фактическими запасами может легко затянуть сроки проекта. Компания Simply Buy Global выступает в качестве партнера по инженерным закупкам, помогая системным интеграторам проверять электротехническое и сертифицированное оборудование, предназначенное для работы в тяжелых промышленных условиях.

Наш Тормозной резистор для квадроцикла Schneider Electric Данная линейка разработана для интеграции с сериями Altivar Machine ATV340 и Altivar Process ATV900. Она обеспечивает максимальный момент торможения при переходных процессах благодаря прочным корпусам со степенью защиты IP20/IP23 и встроенным термовыключателям, защищающим панели от экстремальных температур. 

Мы также поддерживаем наличие товаров от ведущих производителей автоматизации, включая ABB, Siemens, Omron и Fuji Electric. Независимо от того, требуются ли вам стандартные компактные закрытые элементы или специализированные мощные тормозные системы для перемещения тяжелых материалов, мы можем помочь удовлетворить ваши потребности.

На каждый поставляемый нами компонент распространяется строгая гарантия подлинности 100%. Мы также предоставляем полные заводские гарантии и используем надежную международную доставку. Это означает, что важные детали будут доставлены на ваше предприятие точно в срок.

Danfoss 132F0059 VLT VFD 15 кВт 20 л.с. 400 В 3-фазный

Производитель: Данфосс
Модель: 132F0059 / FC-051P15KT4E20H3BXCXXXSXXX
Номинальная мощность: 15 кВт (20 л.с.)
Входное напряжение: 380–480 В переменного тока (3-фазный)

Просмотреть продукт

Часто задаваемые вопросы

Что такое тормозной прерыватель, и есть ли он уже в моём частотном преобразователе?

Внутренний переключатель, отвечающий за контроль напряжения шины постоянного тока и направление тока доступа на внешний резистор после его превышения безопасного порогового значения, называется тормозным прерывателем. Он встречается в большинстве приводов малой и средней мощности, но приводы мощностью более 200 кВт часто требуют внешнего тормозного устройства.

Можно ли соединить несколько резисторов вместе, чтобы получить определённое номинальное значение?

Да, это возможно. Просто имейте в виду, что последовательное соединение хорошо подходит для суммирования значений сопротивления. В то же время, вы можете снизить общее сопротивление, добавив параллельное соединение. Поскольку обе конфигурации приводят к увеличению общей мощности, их сочетание считается допустимым подходом для достижения нестандартной цели. 

Чем модуль динамического торможения отличается от рекуперативного привода?

Модуль динамического торможения сжигает рекуперированную энергию в виде тепла, что обеспечивает надежное и экономичное решение для прерывистого торможения. Рекуперативно-управляемый привод возвращает эту энергию обратно в сеть переменного тока предприятия, что подходит для машин, которые тормозят непрерывно.

Хотите проверить правильность расчета размеров перед заказом? Свяжитесь с командой инженеров Simply Buy Global, и мы подтвердим ваши данные, сравнив их с имеющимися на складе комплектующими.