بریکنگ یونٹ سپلائرز آپ کو یاد دلاتے ہیں کہ صنعتی آٹومیشن کی پیداوار کی ترقی کے ساتھ، فریکوئنسی کنورٹرز کے استعمال کی تعدد میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے۔ زیادہ سے زیادہ پیداواری کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے، پیداواری کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے اکثر فریکوئنسی کنورٹرز کے معاون آلات کو بڑھانا ضروری ہوتا ہے، جیسے توانائی استعمال کرنے والے بریکنگ یونٹس اور بریک ریزسٹرس۔ فریکوئنسی کنورٹرز میں توانائی استعمال کرنے والی بریک کی خصوصیات، خامیوں اور ترکیب کی بنیاد پر، یہ مضمون توانائی استعمال کرنے والے بریک یونٹس اور فریکوئنسی کنورٹرز میں بریک ریزسٹرس کی اصلاح کے انتخاب کے طریقوں کا تجزیہ کرتا ہے۔
1. فریکوئنسی کنورٹر کی توانائی کی کھپت بریک
The method used for energy consumption braking is to install a braking unit component on the DC side of the frequency converter, which consumes the regenerated electrical energy on the braking resistor to achieve braking. This is the most direct and simple way to process the regenerated energy. It consumes the regenerated energy on the resistor through a dedicated energy consumption braking circuit and converts it into thermal energy. This resistor is called resistance braking.
The characteristics of energy consumption braking are simple circuit and low price. However, during the braking process, as the motor speed decreases, the kinetic energy of the driving system also decreases, resulting in a decrease in the regenerative capacity and braking torque of the motor. Therefore, in drag systems with high inertia, it is common to encounter the phenomenon of "crawling" at low speeds, which affects the accuracy of parking time or position. Therefore, energy consumption braking is only applicable to parking with general loads. Energy consumption braking includes two parts: the braking unit and the braking resistor.
(1) Braking unit
The function of the braking unit is to connect the energy dissipation circuit when the voltage Ud of the DC circuit exceeds the specified limit, allowing the DC circuit to release energy in the form of thermal energy after passing through the braking resistor. The braking unit can be divided into two types: built-in and external. The built-in type is suitable for low-power general-purpose frequency converters, while the external type is suitable for high-power frequency converters or working conditions with special requirements for braking. In principle, there is no difference between the two. The braking unit serves as a "switch" to connect the braking resistor, which includes a power transistor, a voltage sampling comparison circuit, and a driving circuit.
(2) Braking resistor
Braking resistor is a carrier used to consume the regenerative energy of an electric motor in the form of thermal energy, which includes two important parameters: resistance value and power capacity. Two commonly used types of resistors in engineering are corrugated resistors and aluminum alloy resistors: corrugated resistors use surface vertical corrugations to facilitate heat dissipation and reduce parasitic inductance, and high flame retardant inorganic coatings are selected to effectively protect the resistance wires from aging and extend their service life; Aluminum alloy resistors have better weather resistance and vibration resistance than traditional porcelain frame resistors, and are widely used in harsh environments with high requirements. They are easy to install tightly, easy to attach heat sinks, and have a beautiful appearance.
توانائی کی کھپت بریک لگانے کا عمل مندرجہ ذیل ہے: جب الیکٹرک موٹر خارجی قوت (بشمول گھسیٹنے) کے تحت سست ہوتی ہے یا الٹ جاتی ہے، الیکٹرک موٹر پیدا ہونے والی حالت میں چلتی ہے، اور توانائی واپس ڈی سی سرکٹ کو فراہم کی جاتی ہے، جس سے بس کا وولٹیج بڑھ جاتا ہے۔ بریکنگ یونٹ بس وولٹیج کا نمونہ لیتا ہے۔ جب ڈی سی وولٹیج بریکنگ یونٹ کے ذریعے سیٹ کنڈکشن ویلیو تک پہنچ جاتا ہے، تو بریکنگ یونٹ کی پاور سوئچ ٹیوب چلتی ہے، اور بریک ریزسٹر سے کرنٹ بہتا ہے۔ بریک لگانے والا ریزسٹر برقی توانائی کو تھرمل انرجی میں تبدیل کرتا ہے، موٹر کی رفتار کو کم کرتا ہے اور DC بس وولٹیج کو کم کرتا ہے۔ جب بس کا وولٹیج بریکنگ یونٹ کی طرف سے مقرر کردہ کٹ آف ویلیو تک گر جاتا ہے، تو بریکنگ یونٹ کا سوئچنگ پاور ٹرانزسٹر منقطع ہو جاتا ہے، اور بریک ریزسٹر سے کوئی کرنٹ نہیں گزرتا ہے۔
بریکنگ یونٹ اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان وائرنگ کا فاصلہ، نیز بریکنگ یونٹ اور بریک ریزسٹر کے درمیان، جتنا ممکن ہو کم ہونا چاہیے (تار کی لمبائی 2m سے کم ہے)، اور وائر کراس سیکشن کو بریک ریزسٹر کے خارج ہونے والے کرنٹ کی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے۔ جب بریکنگ یونٹ کام کر رہا ہوتا ہے، تو بریک ریزسٹر بڑی مقدار میں حرارت پیدا کرے گا۔ بریک ریزسٹر میں گرمی کی کھپت کے اچھے حالات ہونے چاہئیں، اور بریک ریزسٹر کو جوڑنے کے لیے گرمی سے بچنے والی تاروں کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ تاروں کو بریک ریزسٹر کو نہیں چھونا چاہیے۔ بریک ریزسٹر کو موصلیت کے پیڈ کے ساتھ مضبوطی سے طے کیا جانا چاہئے، اور تنصیب کی پوزیشن اچھی گرمی کی کھپت کو یقینی بنائے۔ کابینہ میں بریک ریزسٹر کو انسٹال کرتے وقت، اسے فریکوئنسی کنورٹر کیبنٹ کے اوپر نصب کیا جانا چاہیے۔
2. بریکنگ یونٹ کا انتخاب
عام طور پر، جب الیکٹرک موٹر کو بریک لگاتے ہیں، تو موٹر کے اندر ایک خاص مقدار میں نقصان ہوتا ہے، جو کہ ریٹیڈ ٹارک کا تقریباً 18% سے 22% ہوتا ہے۔ لہذا، اگر مطلوبہ بریک ٹارک کو موٹر کے ریٹیڈ ٹارک کے 18% سے 22% سے کم شمار کیا جائے تو بریکنگ ڈیوائس کو جوڑنے کی ضرورت نہیں ہے۔
بریکنگ یونٹ کا انتخاب کرتے وقت، بریکنگ یونٹ کا زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ کرنٹ انتخاب کی واحد بنیاد ہے۔
3. بریک ریزسٹر کی اصلاح کا انتخاب
بریکنگ یونٹ کے آپریشن کے دوران، DC بس وولٹیج کا عروج اور زوال مستقل RC پر منحصر ہے، جہاں R بریک ریزسٹر کی مزاحمتی قدر ہے اور C فریکوئنسی کنورٹر کے اندرونی کیپسیٹر کی صلاحیت ہے۔
بریک ریزسٹر کی مزاحمتی قدر بہت زیادہ ہے، جس کی وجہ سے سست بریک لگتی ہے۔ اگر یہ بہت چھوٹا ہے تو، بریکنگ سوئچ کے اجزاء آسانی سے خراب ہو جاتے ہیں۔ عام طور پر، جب بوجھ کی جڑت بہت زیادہ نہیں ہوتی ہے، تو یہ خیال کیا جاتا ہے کہ بریک لگانے کے دوران موٹر کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی کا 70% تک بریک ریزسٹر استعمال کر لیتا ہے، اور 30% توانائی خود موٹر کے مختلف نقصانات اور بوجھ سے خرچ ہو جاتی ہے۔
کم فریکوئنسی بریک لگانے کے لیے بریک ریزسٹر کی منتشر پاور عام طور پر موٹر پاور کا 1/4 سے 1/5 ہوتی ہے، اور بار بار بریک لگانے کے دوران منتشر پاور کو بڑھانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ چھوٹے صلاحیت والے فریکوئنسی کنورٹرز اندر بریک لگانے والے ریزسٹرز سے لیس ہوتے ہیں، لیکن جب زیادہ فریکوئنسی یا کشش ثقل کے بوجھ پر بریک لگاتے ہیں، تو اندرونی بریک ریزسٹرس میں گرمی کی کھپت ناکافی ہوتی ہے اور وہ نقصان کا شکار ہوتے ہیں۔ اس صورت میں، اس کی بجائے ہائی پاور ایکسٹرنل بریک ریزسٹرس کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ تمام قسم کے بریک ریزسٹرس کو کم انڈکٹنس ڈھانچے والے ریزسٹرس کا استعمال کرنا چاہیے۔ جڑنے والی تار چھوٹی ہونی چاہیے اور بٹی ہوئی جوڑی یا متوازی تار استعمال کی جانی چاہیے۔ بریک سوئچ ٹیوب میں شامل ہونے سے انڈکٹینس کی توانائی کو روکنے اور کم کرنے کے لیے کم انڈکٹنس اقدامات کیے جائیں، جس سے بریک سوئچ ٹیوب کو نقصان پہنچتا ہے۔ اگر سرکٹ کا انڈکٹنس بڑا ہے اور مزاحمت چھوٹی ہے تو اس سے بریک سوئچ ٹیوب کو نقصان پہنچے گا۔
بریک مزاحمت کا الیکٹرک موٹر کے فلائی وہیل ٹارک سے گہرا تعلق ہے، اور آپریشن کے دوران الیکٹرک موٹر کا فلائی وہیل ٹارک مختلف ہوتا ہے۔ لہذا، بریک مزاحمت کا درست حساب لگانا مشکل ہے، اور ایک تخمینی قدر عام طور پر تجرباتی فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہے۔
RZ>=(2 × UD)/فارمولے میں: یعنی فریکوئنسی کنورٹر کی ریٹیڈ کرنٹ؛ یو ڈی فریکوئنسی کنورٹر ڈی سی بس وولٹیج
ریزسٹر کی خصوصیات اور تکنیکی خصوصیات کی بنیاد پر بریک ریزسٹر کے قلیل مدتی ورکنگ موڈ کی وجہ سے، متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم میں بریک ریزسٹر کی برائے نام طاقت کا حساب عام طور پر درج ذیل فارمولے سے کیا جا سکتا ہے۔
PB=K × Pav × η%، جہاں PB بریک ریزسٹر کی برائے نام طاقت ہے۔ K بریک ریزسٹر کا ڈیریٹنگ گتانک ہے۔ Pav بریک لگانے کے دوران بجلی کی اوسط کھپت ہے۔ η بریک کے استعمال کی شرح ہے۔
بریک ریزسٹرس کی مزاحمتی سطح کو کم کرنے کے لیے، مختلف فریکوئنسی کنورٹر مینوفیکچررز اکثر موٹرز کی کئی مختلف صلاحیتوں کے لیے ایک ہی مزاحمتی قدر کے ساتھ بریک ریزسٹر فراہم کرتے ہیں۔ لہذا، بریکنگ کے عمل کے دوران حاصل کردہ بریک ٹارک میں فرق اہم ہے۔ مثال کے طور پر، ایمرسن TD3000 سیریز فریکوئنسی کنورٹر 22kW، 30kW، اور 37kW کی موٹر صلاحیتوں کے ساتھ فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے 3kW اور 20 Ω کی بریک ریزسٹر تفصیلات فراہم کرتا ہے۔ جب بریکنگ یونٹ 700V کے DC وولٹیج پر چلتا ہے تو بریک کرنٹ یہ ہے:
IB=700/20=35A
بریک ریزسٹر کی طاقت یہ ہے:
PB0=(700)2/20=24.5kW
متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم میں استعمال ہونے والا بریکنگ یونٹ اور بریک ریزسٹر دوبارہ تخلیقی توانائی اور درست پارکنگ کی ضروریات کے ساتھ متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم کے محفوظ اور قابل اعتماد آپریشن کے لیے ضروری کنفیگریشن ہیں۔ لہذا، درست متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم کا انتخاب کرتے وقت، بریکنگ یونٹ اور بریک ریزسٹر کے انتخاب کو بہتر بنایا جانا چاہیے۔ یہ نہ صرف متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم میں خرابیوں کے امکانات کو کم کرتا ہے بلکہ ڈیزائن کردہ متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن سسٹم کو اعلیٰ متحرک کارکردگی کے اشارے رکھنے کے قابل بھی بناتا ہے۔