Jump to content

    
G-G

Зачем нужен тормозной резистор?

Recommended Posts

Тормозным резистором полностью остановить двигатель невозможно. Им можно лишь обеспечить постоянную скорость при торможении. 

Представим такую гипотетическую ситуацию.

Двигатель. На валу двигателя шкив. На шкив намотана бесконечная веревка, на конец которой прикреплен груз.

К клеммам двигателя подключен тормозной резистор.

Груз под действием силы тяжести опускается вниз.

Сначала скорость вращения двигателя небольшая и эффективность торможения низкая. 

Груз, опускаясь, все сильнее раскручивает вал двигателя. По мере возрастания скорости вращения двигателя эффективность торможения возрастает.

В какой-то момент эффективность торможения повысилась на столько, что скорость опускания груза начала уменьшаться.

По мере уменьшения скорости опускания груза эффективность торможения начала снижаться.

Процесс начал повторяться заново.

Т.о. в итоге наступит какой-то баланс, при котором скорость опускания груза стабилизируется.

Поэтому, чтобы остановить самопроизвольное опускание груза, необходимо использовать 

торможение противовключением. 

Торможением противовключением кроме полной остановки еще можно задать любую динамику торможения.

Но, тем не менее, в системах сервопривода в двигателями PMSM все таки применяются тормозные резисторы. Например, сталкивался с такими марки DELTA, где 

в сервоприводах начиная с некоторой мощности необходимо устанавливать внешний тормозной резистор. Видимо при торможении противовключением, чтобы не слишком сильно

возрастало напряжение на конденсаторе выпрямителя, этот резистор подключается внутренним ключом параллельно конденсатору выпрямителя.

image.thumb.png.17236471438cb9f115d5c79354866a4c.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minutes ago, dimka76 said:

По мере уменьшения скорости опускания груза эффективность торможения начала снижаться.

Процесс начал повторяться заново.

Расскажите эту сказку частотнику, особенно векторному. Какой deceleration rate в герцах в секунду будет задан, так частотник и будет тормозить. Но если при этом напряжение на конденсаторе выйдет за верхний предел- тормозить перестанем. Вот чтобы этого не случилось и ставят тормозной резистор. Иногда, если есть такая возможность, обьединияют шину постоянного тока нескольких частотников- тогда энергию торможения одного канала съедят другие. Рекуперация в сеть- совсем экзотический случай и требует особого блока рекуперационного выпрямителя подключаемого к шине постоянного тока ( клеммы + и - на рисунке).

Конечно частотники умеют тормозить и подачей постоянного тока на обмотку. Тогда вся энергия торможения уходит на нагрев ротора и конечно остановить до нуля двигатель не получится- как только обороты упадут ниже скорости скольжения вращающегося магнитного поля эффективность торможения резко упадет. Но так тормозят только древние скалярные частотники, хотя опция в настройках есть почти у всех.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, khach said:

Рекуперация в сеть- совсем экзотический случай и требует особого блока рекуперационного выпрямителя подключаемого к шине постоянного тока ( клеммы + и - на рисунке)

Делал я рекуперацию в сеть вот на этой плате - https://habr.com/ru/post/383263/
Отлично работает.
Если  у вас быстрый процессор и хороший энкодер, то можете применять любые мыслимые способы управления и торможения даже тиристорами. 
Я перекидывал фазы контактором и 3-х тонная платформа подъемника останавливалась как вкопанная. 
Лампы чуток гасли на квартале и всего-то. 
В инвертерах я встречаю как минимум три способа торможения: чоперной схемой с резистором, подачей DC на обмотки, и тем самым "противофазным" включением 
Последнее кстати сильно не рекомендуют в виду того что не могут обеспечить правильный рассчет тепловой перегрузки двигателя. 
Для "противофазного" торможения нужен хороший прицизионный энкодер или резольвер. Иначе легко получить дикий коггинг.
Поэтому в безсенсорном управлении легче все свалить на чопперный резистор (он же тормозной) и закрыть глаза на точность торможения. 
   

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 минут назад, khach сказал:

Рекуперация в сеть- совсем экзотический случай

Железо - диоды выпрямителя частотника меняются 2-3 полумостами на фетах/игбт + фильтры, управление - синхронизированный с сетью ШИМ-синус. При этом освещение поблизости улучшается :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minutes ago, AlexandrY said:

Делал я рекуперацию в сеть вот на этой плате - https://habr.com/ru/post/383263/
Отлично работает.

Рекуператор на тиристорном выпрямителе? Без принудительного закрытия тиристоров снабберной цепью?  Без огромного трехфазного сетевого дросселя? Холмс, но как (с)?

Энкодер нужен только чтобы поймать положение полной неподвижности платформы, а лучше два энкодера- один на платформе, второй на роторе двигателя. Так лифтовые инверторы обычно работаю. И у них есть две рампы торможения- одна быстрая и вторая для точного позиционирования. Мне приходилось тормозить тяжелые детали при нарезке резьбы "в глухую" на токарных станках. При заготовке в десятки килограмм весом частотник 7.5 квт не справлялся, уходил в защиту даже при наличии тормозного резистора. Решил проблему сигнал на выходе PWM частотника, пропорциональный требуемому тормозному моменту и пропорциональный этому сигналу механический тормоз с управлением моментом торможения. Обычный пружинный электромагнитный тормоз вызывал непремлимые удары в трансмиссии станка.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minutes ago, khach said:

И у них есть две рампы торможения- одна быстрая и вторая для точного позиционирования. 

Там даже не рампы, а хитрые S-кривые c константной 3-й производной

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, khach said:

Рекуперация в сеть- совсем экзотический случай

Только в разговоре с железнодорожниками этого не ляпните - там каждый второй это умеет еще с прошлого века.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, gosha-z said:

Только в разговоре с железнодорожниками этого не ляпните - там каждый второй это умеет еще с прошлого века.

В сеть постоянного тока - да, с прошлого века. В однофазную тяговую сеть со множеством потребителей чуть позже научились, в основном из за напряжения высокого. А вот в трехфазную промышленную сеть, особенно при перекосе между фазами или с разными cos fi по фазам- иногда и в этом веке заканчивается рекуперация грандиозным фейерверком. Потому ее и не любят.

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 часов назад, dimka76 сказал:

Тормозным резистором полностью остановить двигатель невозможно. Им можно лишь обеспечить постоянную скорость при торможении. 

Ну, почему же? В пределе резистор - короткое замыкание. Поэтому ничто не мешает нам в процессе торможение изменять сопротивление тормозного резистора. Хоть ступенчато, хоть плавно. Но, конечно, надёжность это снизит.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 minutes ago, Herz said:

Ну, почему же? В пределе резистор - короткое замыкание. Поэтому ничто не мешает нам в процессе торможение изменять сопротивление тормозного резистора. Хоть ступенчато, хоть плавно. Но, конечно, надёжность это снизит.

Даже в если замкнуть накоротко обмотки, все равно нулевую скорость при торможении не получится получить.

Чтобы потек ток нужно чтобы появилось напряжения, а чтобы появилось напряжение нужно чтобы было вращение ротора двигателя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, dimka76 сказал:

Даже в если замкнуть накоротко обмотки, все равно нулевую скорость при торможении не получится получить.

Чтобы потек ток нужно чтобы появилось напряжения, а чтобы появилось напряжение нужно чтобы было вращение ротора двигателя.

А почему обязательно нулевую? Торможение совсем не значит останов.

Плюс, нам ведь не ток нужен, как результат торможения, а именно замедление вращения. Так что, если его нет - цель достигнута.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, dimka76 сказал:

Даже в если замкнуть накоротко обмотки, все равно нулевую скорость при торможении не получится получить.

Чтобы потек ток нужно чтобы появилось напряжения, а чтобы появилось напряжение нужно чтобы было вращение ротора двигателя.

А если обмотка сгорит...

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 minutes ago, Herz said:

А почему обязательно нулевую? Торможение совсем не значит останов.

Так сказать, чтобы не нарушать общности ;-)

И на картинке, которую я привел выше, указан Regenerative resistor, а не Braking resistor.

Следовательно в сервоприводах, где работа идет в старт-стоповом режиме и где надо точное позиционирование, используют не рекуперативное, не динамическое, а именно

торможение противовключением.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 часов назад, khach сказал:

вот в трехфазную промышленную сеть, особенно при перекосе между фазами или с разными cos fi по фазам- иногда и в этом веке заканчивается рекуперация грандиозным фейерверком

Это однозначно по причине экономии на чём-то, потому что законам природы такая задача не противоречит.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 hours ago, Plain said:

Это однозначно по причине экономии на чём-то, потому что законам природы такая задача не противоречит.

Исключительно алгоритм управления. Почему то большинство писателей кода контроллера рекуперативного выпрямителя считает все три фазы симметричными и крутит обобщенную модель. В крайнем случае вводятся крэффициенты коррекции для отдельных фаз. Но это не для сети, в которой на фазу могут ну не лом уронить, это уж слишком, а вдруг перекосить фазу например 20-квт контактной сваркой. При этом сварка однофазная. И наличие датчиков токовых трансформаторов по всем трем фазам рекуператора не спасает. В лучше случае уйдем в защиту. И хорошо если нагрузку рекуперации приймут тормозные резисторы.. А вообще самый надежный рекуператор как оказалось- электтродвигатель с большущим маховиком со своим инвертором, подключенный на общую шину DC всей группы инверторов. Он медленно и печально в ждущем режиме крутится на 20Гц где то чтобы не гонять воздух и подшипники не насиловать. А при наличии рекуперации и росте напряжения на шине выше уставки начинает разгонятьтся, тем быстрее, чем больше напряжение превышает уставку. Запасает таким образом всю лишнюю энергию в маховике. а когда событие рекуперации закончилось- начинает тормозиться потихоньку отдавая энергию на шину DC.

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.