Jak obliczyć rezystor hamowania do przemiennika częstotliwości?

31.05.2021 How to / Sterowanie i akwizycja danych
Jak obliczyć rezystor hamowania do przemiennika częstotliwości?
Wizerunek autora
Paulina Łapińska
Producent: UNITRONICS
  • Zakłady przemysłowe
  • Woda i ścieki

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

  • ωb – 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 ωt 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

Napięcie na szynie DC przemiennika częstotliwości

Współczynnik obciążenia hamowania dla popularnych aplikacji

Współczynnik obciążenia hamulca dla wybranych aplikacji

Wzory

1. Całkowita bezwładność: Wzór na całkowitą bezwładność

2. Maksymalna moc hamowania: 

Wzór na maksymalną moc hamowania

3. Rezystancja rezystora hamowania:  Wzór na rezystancję rezystora hamowania

4. Zalecana moc rezystora hamowania:  Wzór na zalecaną moc rezystora hamowania

Dane modelów rezystora hamowania w zależności od modelu przemiennika częstotliwości Unitronics

Tabela doboru rezystora hamowania do przemiennika częstotliwości

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:

Obliczenia znamionowej prędkości obrotowej

  • Końcowa prędkość obrotowa w rad/s:

Obliczenia końcowej prędkości obrotowej

  • Całkowita wartość bezwładności układu:

Obliczenia całkowitej wartości bezwładności układu

  • Maksymalna moc hamowania:

Obliczenie maksymalnej mocy 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:

Obliczenie wymaganej rezystancji rezystora hamowania

    • Zalecana moc rezystora hamowania:

Obliczenie zalecanej mocy 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.

Wybór rezystora hamowania po obliczeniach

 

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

Skontaktuj się ze specjalistą Elmark

Masz pytania? Potrzebujesz porady? Zadzwoń lub napisz do nas!