Jump to content

    
G-G

Зачем нужен тормозной резистор?

Recommended Posts

Здравствуйте!

В системах управления двигателями постоянного тока и синхронными двигателями (например, сервоприводах) используются тормозные резисторы. На них рассеивается в виде тепла отобранная у ротора при электрическом торможении кинетическая энергия. Вопрос: чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности (фазы) для создания тормозящего (а не ускоряющего) момента? Тем более что такой способ эффективнее (быстрее), т.к. тормозящий момент не будет стремиться к нулю с уменьшением скорости, как было бы при использовании резистора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 часов назад, G-G сказал:

Вопрос: чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности (фазы) для создания тормозящего (а не ускоряющего) момента? 

Я ни разу не специалист в этом вопросе, но ответ на Ваш вопрос очевиден - причина в разной сложности реализации. Далеко не везде нужна лучшая по характеристикам, но более сложная система. Зачем, без крайней нужды усложнять, то есть удорожать и снижать надёжность системы? Нарисуйте, и положите рядом две структурные (а лучше принципиальные ) схемы - с резистором и без..., и причина станет очевидной. Тем более, что  работоспособную систему торможения  без резистора Вы с ходу и нарисовать-то не сможете... Что-то мне подсказывает, что там всплывёт куча всяких нюансов, о которых Вы пока даже не подозреваете... Пример - как Вы планируете определять момент прекращения тормозящего воздействия? То есть - Вы должны точно знать, что двигатель прекратил вращение. Иначе - можно не только затормозить, но и уехать в зад ( в прямом и переносном смысле....1710530697_01-08-2020_10331633.jpg.d0d5abaefff81b9199c5023d51654503.jpg).

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

Некоторые современные драйверы могут рекуперировать кинетическую энергию, заряжая конденсатор. В шаговых двигателях она потом используется. Но надо ставить конденсатор достаточной ёмкости. Для двигателей постоянного тока такое не всегда удобно. Для подъёмного крана, например, конденсатор великоват будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Асинхронные. Правится софт частотника, принципы описывать лень, в выпрямителе диоды меняются на транзисторы для передачи с DC шины в сеть и пишется тормозящий софт для них.
2. Постоянного тока. Для DC шины с низким собственным сопротивлением (акк, например) тормоз добавляется только в софт. С  AC/DC питанием сложнее, решается двунаправленным AC/DC.
3. BLDC. Вытекает из первых двух.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кроме того, предположу, что резистивный тормоз - надёжнее. Поскольку нужен только контактор и резистор. А вот если сгорит транзистор или программа даст сбой и лифт, к примеру, полетит вниз - будет проблема.

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 часов назад, G-G сказал:

Вопрос: чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности (фазы) для создания тормозящего (а не ускоряющего) момента?

В старых токарных станках примерно так и сделано торможение асинхронного двигателя - одна обмотка замыкается, на вторую и третью подается пульсирующее напряжение (24 В, если не путаю) после одно- или двухполупериодного выпрямителя. Довольно изящное и эффективное решение для тех времен. Для современных схем резистор с одной стороны получается проще и дешевле, с другой - при активном торможении вся кинетическая энергия будет преобразовываться в нагрев обмоток, а с них отвести лишнее тепло куда сложнее, чем с резистора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 часов назад, G-G сказал:

чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности

Во-первых, будет не "подача", а отбор, поскольку двигатель в этот момент является источником энергии, а во-вторых, ничем не плохо, кроме как требуется ёмкость, куда эту энергию сливать — либо в электросеть, либо в конденсатор, либо в аккумулятор, и т.п. — ведь слить, например, в бензогенератор не получится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ТС же хочет не просто ОТБОР, а -

15 часов назад, G-G сказал:

Вопрос: чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности (фазы) для создания тормозящего (а не ускоряющего) момента? 

...Я даже не знаю - так вообще делается или нет...?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, majorka65 said:

1. Асинхронные. Правится софт частотника, принципы описывать лень, в выпрямителе диоды меняются на транзисторы для передачи с DC шины в сеть и пишется тормозящий софт для них.

Не всякие энергетики это одобрят...

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 hours ago, G-G said:

 Вопрос: чем плохо выполнять торможение таким же способом, что и разгон, т.е. подачей тока соответствующей полярности (фазы) для создания тормозящего (а не ускоряющего) момента? Тем более что такой способ эффективнее (быстрее), т.к. тормозящий момент не будет стремиться к нулю с уменьшением скорости, как было бы при использовании резистора.

Потому что кинетическая энергия вращения будет рассеиваться не на тормозном резисторе, а на активном сопротивлении обмотки, что при частых пусках-торможениях может вызвать перегрев двигателя.

Есть и другие нюансы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 hours ago, варп said:

Я ни разу не специалист в этом вопросе, но ответ на Ваш вопрос очевиден - причина в разной сложности реализации. Далеко не везде нужна лучшая по характеристикам, но более сложная система.

Ну, взять например сервопривод. Пусть для простоты с двигателем постоянного тока. Там система уже максимально сложна, она позволяет подавать на мотор ток любой величины и полярности. Но резистор вроде все равно ставят.

4 hours ago, Herz said:

Кроме того, предположу, что резистивный тормоз - надёжнее. Поскольку нужен только контактор и резистор. А вот если сгорит транзистор или программа даст сбой и лифт, к примеру, полетит вниз - будет проблема.

Согласен. Но тогда логичнее использовать автоматику, включающую контактор при сбое. А во всех штатных режимах использовать более эффективное (быстрое) торможение током. Все равно ведь небольшие кратковременные торможения в процессе, например, стабилизации скорости, осуществляются подачей обратного тока, а не замыканием контактора (медленным и расходующим ресурс контактов).

3 hours ago, Сергей Борщ said:

при активном торможении вся кинетическая энергия будет преобразовываться в нагрев обмоток, а с них отвести лишнее тепло куда сложнее, чем с резистора.

В энергетическом плане понятно и логично. Кинетическую энергию надо куда-то деть, в источник ее не засунешь (без спецухищрений), значит перейдет в тепло. Но никак не соображу, что происходит при этом с токами. И почему при разгоне обмотка мотора не греется, а при торможении таким же током - должна греться. Вроде просто берем и подключаем мотор к источнику "другой стороной" (переключением H-моста). С помощью ШИМ пускаем в мотор ток, например, такой же по величине, каким перед этим разгоняли мотор до данной скорости. И этим током тормозим до полной остановки. Получается, на активном сопротивлении обмоток выделится столько же тепла, сколько раньше выделилось при разгоне (т.е. ничего запредельного). Где ошибка?

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 минут назад, G-G сказал:

И почему при разгоне обмотка мотора не греется,

Закон сохранения энергии! Электрическую в механическую превращаете. Что касается вопроса Вашего тоже предположу, что не есть хорошо на генераторе (источнике) лишнюю энергию рассеивать, тормозя двигатель обратной полярностью.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 minutes ago, G-G said:

И почему при разгоне обмотка мотора не греется, а при торможении таким же током - должна греться. Вроде просто берем и подключаем мотор к источнику "другой стороной" (переключением H-моста). С помощью ШИМ пускаем в мотор ток, например, такой же по величине, каким перед этим разгоняли мотор до данной скорости. И этим током тормозим до полной остановки. Получается, на активном сопротивлении обмоток выделится столько же тепла, сколько раньше выделилось при разгоне (т.е. ничего запредельного). Где ошибка?

Обычно, на хорошем моторе, чтобы пустить такой же ток но в обратную сторону нужно лишь немного уменьшить подаваемое напряжение, а не подключать его другой стороной. На активном сопротивлении обмоток действительно выделиться столько же тепла при том же токе. А по питанию, в цепи постоянного тока, ток сменит знак и будет накачивать ёмкости если лишнюю энергию никуда не отводить. Резистор при этом подключается к цепи постоянного тока, а не напрямую к мотору.

Share this post


Link to post
Share on other sites
48 minutes ago, G-G said:

 И этим током тормозим до полной остановки. Получается, на активном сопротивлении обмоток выделится столько же тепла, сколько раньше выделилось при разгоне (т.е. ничего запредельного). Где ошибка?

Нет никакой ошибки. Если двигатель разогнали утром, а затормозили вечером, то
никакого перегрева не будет.У некоторых производителей отсутствие тормозных резисторов
выдавалось как достоинство. Вся энергия при торможении рассеивалась в двигателе.
Ну а если двигатель делает реверс раз в минуту?
Да ещё противо-ЭДС при торможении складывается с приложенным напряжение, и всё это
нагружается на обмотку. Импульсы ШИМ получаются очень короткими.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Зависит от скорости торможения и алгоритма. Если тормозим изменяя частоту инвертора то энергия передается на конденсаторы фильтра частотника. И может их взорвать при перенапряжении. Если напряжение на конденсаторах растет выше заданного порога то частотник включает ключ тормзного резистора, а если напряжение продолжает расти- уходит в защиту со свободным выбегом ротора. При этом надо помнить что мощность торможения не может быть выше 120% номинала частотника, т.е соизмерима со скоростью разгона при старте. Если надо быстрее тормозить- то ставят внешние электромагнитные механические тормоза на двигатель.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.