Những ai có hiểu biết cơ bản về biến tần cầu trục sẽ thấy điện trở phanh luôn có thể được nhìn thấy trên cần trục. Một số người còn gọi chúng là điện trở phanh. Tại sao lại như vậy? Nó đóng vai trò cụ thể gì trong hệ thống điện của cần trục? Và một số cần trục còn có một thiết bị đặc biệt gọi là bộ phận phanh (brake chopper), đó là gì? Mối quan hệ giữa nó và điện trở phanh là gì? Hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về chức năng và nguyên lý hoạt động của điện trở phanh và bộ phận phanh.
Thiết bị phanh biến tần cần cẩu
Điện trở phanh, tôi xin tóm tắt chức năng của nó trong một từ, đó là "làm nóng". Nói một cách chuyên nghiệp, nó là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt và tiêu thụ năng lượng đó.
Có nhiều loại điện trở phanh về mặt cấu trúc, bao gồm điện trở phanh dạng sóng, điện trở phanh vỏ nhôm, điện trở phanh thép không gỉ, v.v. Việc lựa chọn cụ thể phụ thuộc vào môi trường làm việc. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng.
Chúng ta cũng có thể tóm tắt chức năng của nó trong một từ: "công tắc". Đúng vậy, nó thực sự là một công tắc tiên tiến hơn. Không giống như các công tắc thông thường, bên trong nó là một bóng bán dẫn công suất cao GTR. Nó có thể truyền dòng điện lớn và cũng có thể bật/tắt ở tần số hoạt động cao, với thời gian hoạt động tính bằng mili giây.
Sau khi có hiểu biết chung về điện trở phanh và bộ phận phanh, bây giờ chúng ta hãy xem sơ đồ đấu dây của chúng với bộ biến tần.
Thiết bị phanh biến tần cần cẩu
Nhìn chung, các bộ biến tần công suất thấp có bộ phận phanh được tích hợp sẵn trong biến tần, do đó bạn có thể kết nối trực tiếp điện trở phanh với các đầu cực của biến tần.
Trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu hai điểm kiến thức.
Đầu tiên, điện áp bus bình thường của biến tần là khoảng 540V DC (model AC 380V). Khi động cơ ở trạng thái phát điện, điện áp bus sẽ vượt quá 540V, với giá trị tối đa cho phép là 700-800V. Nếu vượt quá giá trị tối đa này trong thời gian dài hoặc thường xuyên, biến tần sẽ bị hỏng. Do đó, bộ hãm và điện trở hãm được sử dụng để tiêu thụ năng lượng nhằm ngăn ngừa điện áp bus quá mức.
Thứ hai, có hai tình huống mà động cơ có thể chuyển từ trạng thái điện sang trạng thái phát điện:
A、 Giảm tốc nhanh hoặc thời gian giảm tốc quá ngắn đối với tải quán tính cao.
B、 Luôn ở chế độ phát điện khi nâng và hạ tải.
Đối với cơ cấu nâng hạ của cần cẩu, nó đề cập đến thời điểm dừng giảm tốc độ nâng hạ và thời điểm động cơ ở trạng thái phát điện trong quá trình hạ tải nặng. Bạn có thể tự mình suy nghĩ về cơ cấu dịch chuyển.
Quá trình hoạt động của bộ phận phanh:
a、 Khi động cơ điện giảm tốc dưới tác động của ngoại lực, nó hoạt động ở trạng thái phát điện, tạo ra năng lượng tái tạo. Suất điện động xoay chiều ba pha do nó tạo ra được chỉnh lưu bằng cầu ba pha điều khiển hoàn toàn gồm sáu diode tự do trong bộ nghịch lưu của biến tần, liên tục tăng điện áp bus DC bên trong biến tần.
b、 Khi điện áp DC đạt đến một điện áp nhất định (điện áp khởi động của bộ phanh, chẳng hạn như DC690V), ống công tắc nguồn của bộ phanh mở ra và dòng điện chạy đến điện trở phanh.
c、 Điện trở phanh giải phóng nhiệt, hấp thụ năng lượng tái tạo, giảm tốc độ động cơ và hạ điện áp bus DC của bộ biến tần.
d、 Khi điện áp bus DC giảm xuống một mức điện áp nhất định (điện áp dừng của bộ hãm như DC690V), transistor công suất của bộ hãm sẽ tắt. Lúc này, dòng điện hãm không chạy qua điện trở, và điện trở hãm sẽ tự tản nhiệt, làm giảm nhiệt độ của chính nó.
e、 Khi điện áp của bus DC tăng trở lại để kích hoạt bộ phận phanh, bộ phận phanh sẽ lặp lại quá trình trên để cân bằng điện áp bus và đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường.
Do hoạt động ngắn hạn của đơn vị phanh, có nghĩa là thời gian bật nguồn rất ngắn mỗi lần, nhiệt độ tăng trong thời gian bật nguồn không ổn định; Khoảng thời gian sau mỗi lần bật nguồn dài hơn, trong thời gian đó nhiệt độ đủ để giảm xuống cùng mức với nhiệt độ môi trường. Do đó, công suất định mức của điện trở phanh sẽ giảm đáng kể và giá cũng sẽ giảm theo; Ngoài ra, do thực tế là chỉ có một IGBT có thời gian phanh ở mức ms, các chỉ số hiệu suất thoáng qua để bật và tắt bóng bán dẫn công suất được yêu cầu phải thấp và thậm chí thời gian tắt cũng được yêu cầu phải càng ngắn càng tốt để giảm điện áp xung tắt và bảo vệ bóng bán dẫn công suất; Cơ chế điều khiển tương đối đơn giản và dễ thực hiện. Do những ưu điểm trên, nó được sử dụng rộng rãi trong các tải năng lượng tiềm ẩn như cần cẩu và trong các tình huống cần phanh nhanh nhưng đối với công việc ngắn hạn.