Что такое и как работает тормозной резистор?

В схемах подключения приводных механизмов управление оборотами обычно реализуют не механическими способами, а энергетическими средствами. Когда частотник уменьшает частоту, электродвигатель начинает работать в генераторном режиме, с частичным возвратом энергии на контакты постоянного тока. При отсутствии должной организации это может вызвать бесконтрольный рост напряжения, с риском аварийного срабатывания преобразователя.

В данной ситуации включенный в схему тормозной резистор удаляет избытки энергия путем перевода в тепло, чтобы обеспечить управляемость привода при работе в режиме торможения.

Стоит подробнее изучить принцип действия, особенности функционирования и условия применения этого устройства. Разобраться поможет предлагаемый обзор.

Как действует тормозной резистор?

При подаче команды на остановку, преобразователь частоты постепенно снижает обороты, что приводит к остановке двигателем приводного механизма. В зависимости от увеличения избыточной энергии, система задействует тормозную схему, с включением резистора. Это устройство гасит энергетический поток, рассеивает тепло, сокращая продолжительность остановки привода.

Важно учитывать, что этот порядок соблюдается при условиях, когда функционал частотника допускает замедление в динамике, при установке соответствующих профильных настроек. Если установлен выбег, время на остановку сложно предсказать, поскольку это зависит от силы инерции приводного вала.

Условия применения

Тормозные резисторы можно применять на различном технологическом или коммунальном оборудовании, режим работы которых включает инерционное торможение. Это справедливо в отношении следующей техники:

• кранов, других грузоподъемных машин;
• центрифуг;
• обрабатывающих станков различных сфер;
• протяженных транспортеров и пр.

Применение тормозного профиля особенно уместно, если привод работает с большими нагрузками, при частых остановках, знакопеременном направлении вращения. При значительной массе исполнительного органа соответственно увеличивается инерция. При этом остановка путем свободного замедления оборотов не слишком удобна, поскольку занимает много времени, в результате чего выбег мотора проходит излишне долго.

Особенности подключения

Тормозной резистор подключают к контактам DC (положительному) и РВ. Прямое подключение через шину не допускается. При таком подходе срабатывание модуля грозит повреждением рабочего оборудования. Устройство нужно монтировать на основании, выполненном из негорючего материала, сохранив зазор для эффективного отвода тепловой энергии. Важно учитывать, что срабатывание резистора сопровождается повышенным выделением тепла, которое должно успевать рассеиваться.

Рекомендации по выбору

Устройство подбирают, с учетом следующих условий:

• величины энергии, поступающей на резистор при замедлении и остановке приводного механизма;
• необходимого времени, за которое привод должен остановиться;
• цикличности работы оборудования.

При оценке технических характеристик важно сопоставить значение сопротивления и допустимой мощности. Первый показатель из указанных относят к первоочередным, поскольку от этого зависит, насколько большой ток в электрической цепи энергетической установки.

Необходимо предусмотреть определенный запас на случай непредсказуемых скачков нагрузки.

Рабочая мощность элемента определяет, какое количество тепла может выделять резистор без критического перегрева. Если сопротивление завысить, механизм будет останавливаться слишком долго. При неоправданном снижении характеристики элемент может перегреться.

При расчете параметров устройства исходят из таких условий:

• начальной и конечной скорости приводного вала в момент работы и перед остановкой;
• инерционным моментом привода, с учетом суммарной массы узлов;
• частоты остановок в течение рабочей смены;
• допустимого временного интервала до полного стопа мотора.

Показатели рассчитывают в таком порядке:

• с учетом инерции и скорости вращения, определяют количество энергии;
• вычисляют значение теплового потока, разделив энергию на длительность замедления.

В формулу закладывают необходимый коэффициент запаса по нагрузке. В случае высокого пика лучше сгладить разгонный профиль, для обеспечения плавности остановки, чтобы предупредить возможные риски.

Основные моменты выбора резистора приведены в таблице:

Критические ситуации

При работе некоторой техники важно не только обеспечить быструю остановку исполнительного органа, но и точно его позиционировать. В процессе замедления от теплового запаса зависит необходимое время отключения. Поэтому при проектировании схемы необходимо точно рассчитать компоновку электрического шкафа, предусмотреть особенности работы в реверсном режиме, рационально выставить настройки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Тормозной резистор необходимо устанавливать на безопасном расстоянии от горючих материалов. Шкафы должны хорошо проветриваться, обеспечивать эффективный отвод тепла. Техническое обслуживание включает строгую проверку плотности крепежа, нарушение которого грозит перегревом.

Устройства стандартизируют, исходя из параметров электродвигателя, что упрощает выбор комплектующих для сбора схем в схожих ситуациях.

Типичные ошибки при подборе тормозных резисторов

Недостаточное знание основ электротехники может стать причиной следующих характерных ошибок при выборе резистора для замедления приводного двигателя с частотным преобразователем:

• установки устройства исключительно по мощности мотора, без учета инерционного момента;
• размещения элемента в тесном шкафу, при отсутствии должного пространства для охлаждения;
• применения агрессивных настроек, когда параметры резистора оказываются недостаточными для замедления вращения привода в заданном режиме.

Также не стоит игнорировать качество соединительных узлов при монтаже оборудования, поскольку за счет переходных потерь снижается эффективность работы.

Заключение

Использование тормозного резистора в схеме подключения преобразователя частоты обеспечит плавную и быструю остановку выходного вала механизма. Главное – корректно подобрать элемент, с учетом мощности, момента инерции, скорости и режима работы привода.