کسانی که درک اولیهای از مبدلهای فرکانس جرثقیل دارند، متوجه میشوند که مقاومتهای ترمز همیشه روی جرثقیلها دیده میشوند. برخی افراد آنها را مقاومت ترمز نیز مینامند. چرا اینطور است؟ چه نقش خاصی در سیستم الکتریکی جرثقیل ایفا میکند؟ و برخی جرثقیلها همچنین دارای یک دستگاه الهی به نام واحد ترمز (چاپر ترمز) هستند، این چیست؟ رابطه بین آن و مقاومت ترمز چیست؟ امروز ما به طور مفصل در مورد عملکرد و اصول کار مقاومتهای ترمز و واحدهای ترمز صحبت خواهیم کرد.
تجهیزات ترمز مبدل فرکانس جرثقیل
مقاومت ترمز، بگذارید عملکرد آن را در یک کلمه خلاصه کنم که همان "گرمایش" است. اگر بخواهیم به صورت حرفه ای بگوییم، تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی و مصرف آن است.
مقاومتهای ترمز از نظر ساختار انواع مختلفی دارند، از جمله مقاومتهای ترمز موجدار، مقاومتهای ترمز با پوسته آلومینیومی، مقاومتهای ترمز از جنس فولاد ضد زنگ و غیره. انتخاب خاص آنها به محیط کار بستگی دارد. هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
همچنین میتوانیم عملکرد آن را در یک کلمه خلاصه کنیم: «سوئیچ». بله، در واقع یک سوئیچ پیشرفتهتر است. برخلاف سوئیچهای معمولی، در داخل یک ترانزیستور GTR با توان بالا است. میتواند جریان زیادی را عبور دهد و همچنین میتواند در فرکانس کاری بالا، با زمان کاری در حد میلیثانیه، روشن و خاموش شود.
پس از کسب درک کلی از مقاومت ترمز و واحد ترمز، اکنون نگاهی به نمودار سیمکشی آنها با مبدل فرکانس میاندازیم.
تجهیزات ترمز مبدل فرکانس جرثقیل
به طور کلی، اینورترهای کم مصرف دارای واحد ترمز داخلی هستند، بنابراین میتوانید مقاومت ترمز را مستقیماً به ترمینالهای اینورتر وصل کنید.
بیایید ابتدا دو نکتهی دانشی را درک کنیم.
اولاً، ولتاژ باس معمولی مبدل فرکانس حدود ۵۴۰ ولت DC (مدل AC 380 ولت) است. هنگامی که موتور در حالت تولید است، ولتاژ باس از ۵۴۰ ولت تجاوز میکند و حداکثر مقدار مجاز آن ۷۰۰-۸۰۰ ولت است. اگر این مقدار حداکثر برای مدت طولانی یا به طور مکرر تجاوز کند، مبدل فرکانس آسیب خواهد دید. بنابراین، واحدهای ترمز و مقاومتهای ترمز برای مصرف انرژی استفاده میشوند تا از ولتاژ باس بیش از حد جلوگیری شود.
ثانیاً، دو حالت وجود دارد که در آنها موتور میتواند از حالت الکتریکی به حالت تولیدی منتقل شود:
الف) کاهش سریع سرعت یا زمان کاهش سرعت خیلی کوتاه برای بارهای با اینرسی بالا.
ب، همیشه هنگام بلند کردن و پایین آوردن بار، در حالت تولید برق است.
برای مکانیزم بالابری جرثقیل، این به زمانی اشاره دارد که کاهش سرعت بالابری و پایین آمدن متوقف میشود، و زمانی که موتور در حالت تولید برق در حین پایین آمدن بار سنگین قرار دارد. میتوانید خودتان در مورد مکانیزم انتقال فکر کنید.
فرآیند عملکرد واحد ترمز:
الف) هنگامی که موتور الکتریکی تحت نیروی خارجی سرعت خود را کاهش میدهد، در حالت مولد عمل میکند و انرژی احیاکننده تولید میکند. نیروی محرکه الکتریکی AC سه فاز تولید شده توسط آن توسط یک پل سه فاز کاملاً کنترل شده متشکل از شش دیود هرزگرد در بخش اینورتر مبدل فرکانس یکسو میشود که به طور مداوم ولتاژ باس DC را در داخل مبدل فرکانس افزایش میدهد.
ب، هنگامی که ولتاژ DC به یک ولتاژ مشخص (ولتاژ شروع واحد ترمز، مانند DC690V) میرسد، لوله سوئیچ قدرت واحد ترمز باز میشود و جریان به مقاومت ترمز جریان مییابد.
ج، مقاومت ترمز گرما آزاد میکند، انرژی احیاکننده را جذب میکند، سرعت موتور را کاهش میدهد و ولتاژ باس DC مبدل فرکانس را پایین میآورد.
د، هنگامی که ولتاژ باس DC به یک ولتاژ خاص (ولتاژ توقف واحد ترمز مانند DC690V) کاهش مییابد، ترانزیستور قدرت واحد ترمز خاموش میشود. در این زمان، هیچ جریان ترمزی از مقاومت عبور نمیکند و مقاومت ترمز به طور طبیعی گرما را از بین میبرد و دمای خود را کاهش میدهد.
ه، هنگامی که ولتاژ باس DC دوباره افزایش مییابد تا واحد ترمز فعال شود، واحد ترمز فرآیند فوق را برای متعادل کردن ولتاژ باس و اطمینان از عملکرد عادی سیستم تکرار میکند.
با توجه به عملکرد کوتاه مدت واحد ترمز، که به این معنی است که زمان روشن بودن هر بار بسیار کوتاه است، افزایش دما در طول زمان روشن بودن به هیچ وجه پایدار نیست. فاصله زمانی پس از هر بار روشن شدن طولانیتر است، که در طی آن دما برای کاهش به سطح مشابه دمای محیط کافی است. بنابراین، توان نامی مقاومت ترمز به میزان زیادی کاهش مییابد و قیمت نیز به تبع آن کاهش مییابد. علاوه بر این، با توجه به اینکه تنها یک IGBT با زمان ترمز در سطح میلیثانیه وجود دارد، لازم است شاخصهای عملکرد گذرا برای روشن و خاموش شدن ترانزیستور قدرت کم باشند و حتی زمان خاموش شدن نیز باید تا حد امکان کوتاه باشد تا ولتاژ پالس خاموش شدن کاهش یابد و از ترانزیستور قدرت محافظت شود. مکانیسم کنترل نسبتاً ساده و پیادهسازی آن آسان است. با توجه به مزایای فوق، به طور گسترده در بارهای انرژی پتانسیل مانند جرثقیلها و در شرایطی که ترمز سریع اما برای کار کوتاه مدت مورد نیاز است، استفاده میشود.