راهنمای تخصصی نحوه نصب و اتصال مقاومت ترمز درایو

در دنیای اتوماسیون صنعتی و سیستم‌های کنترل موتور، اینورترها (درایوهای فرکانس متغیر یا VFD) نقش حیاتی در کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی ایفا می‌کنند. یکی از جنبه‌های مهم عملکرد درایوها، توانایی ترمز کردن موتور و کاهش سرعت آن به طور کنترل‌شده است. این مقاله از بلاگ الکترومارکت به صورت جامع به نحوه نصب و اتصال صحیح مقاومت ترمز درایو می‌پردازد و نکات کلیدی برای اطمینان از عملکرد بی‌نقص و ایمنی سیستم را ارائه می‌دهد.

در ابتدا شاید برایتان سوال باشد که روی چه درایوهایی می‌توان مقاومت ترمز نصب کرد و روی چه درایوهایی نمی‌توان نصب کرد. برای پاسخ به این سوال ویدئو www.aparat.com/v/ual1inn را در آپارات مشاهده نمایید.

در بسیاری از کاربردها، به‌ویژه در بارهای اینرسی بالا یا کاربردهای بالابر، ترمز دینامیکی موتور ضروری است. در این حالت انرژی جنبشی موتور در حین ترمز به انرژی الکتریکی تبدیل شده و به اینورتر بازگردانده می‌شود. اینورترها معمولاً ظرفیت محدودی برای جذب این انرژی برگشتی دارند. هنگامی که انرژی برگشتی از حد مجاز فراتر رود، ولتاژ DC-Bus اینورتر افزایش می‌یابد و می‌تواند منجر به خطا و آسیب به اینورتر شود. برای جلوگیری از این مشکل و ترمز ایمن و کارآمد موتور، از مقاومت ترمز استفاده می‌شود. مقاومت ترمز درایو، انرژی اضافی برگشتی را به صورت گرما تلف کرده و از افزایش ولتاژ DC-Bus جلوگیری می‌کند.

چرا از مقاومت ترمز استفاده می‌کنیم؟

• ترمز دینامیکی موثر: مقاومت ترمز امکان ترمز سریع و کنترل‌شده موتور را فراهم می‌کند، به‌ویژه در کاربردهایی که نیاز به توقف‌های مکرر و سریع است.
• جلوگیری از خطاهای ولتاژ بالا: با دفع انرژی برگشتی، از افزایش ولتاژ DC-Bus و خطاهای ناشی از آن جلوگیری می‌شود.
• افزایش عمر اینورتر: جلوگیری از تنش‌های ولتاژی و حرارتی اضافی بر روی قطعات داخلی اینورتر، طول عمر آن را افزایش می‌دهد.
• بهبود کارایی سیستم: در برخی کاربردها، انرژی ترمز را می‌توان به شبکه بازگرداند (ترمز احیا کننده)، اما در بسیاری موارد، استفاده از مقاومت ترمز راهکار ساده‌تر و اقتصادی‌تری است.
• ایمنی بیشتر: ترمز کنترل‌شده و مطمئن، ایمنی سیستم را در کاربردهای حساس مانند بالابرها و ماشین‌آلات صنعتی افزایش می‌دهد.

مراحل نصب و اتصال مقاومت ترمز درایو:

1. آماده‌سازی و نکات ایمنی:

• قطع کامل برق: قبل از شروع هرگونه کار الکتریکی اطمینان حاصل کنید که برق ورودی اینورتر به طور کامل قطع شده است. برای اطمینان بیشتر، از مولتی‌متر برای بررسی عدم وجود ولتاژ استفاده کنید.
• تخلیه خازن‌های DC-Bus: پس از قطع برق، مدتی صبر کنید تا خازن‌های DC-Bus اینورتر تخلیه شوند. این کار برای جلوگیری از شوک الکتریکی ضروری است. معمولاً دفترچه راهنمای اینورتر، زمان تخلیه خازن‌ها را مشخص می‌کند.
• استفاده از تجهیزات ایمنی: از دستکش‌های عایق، عینک ایمنی و لباس کار مناسب استفاده کنید.
• مطالعه دفترچه راهنمای اینورتر و مقاومت ترمز: قبل از شروع نصب، دفترچه راهنمای هر دو دستگاه را به دقت مطالعه کنید. این دفترچه‌ها اطلاعات مهمی در مورد مشخصات فنی، نحوه نصب و اتصالات ارائه می‌دهند.
• انتخاب مکان مناسب برای نصب مقاومت ترمز:
  • تهویه مناسب: مقاومت ترمز درایو در حین کار گرمای زیادی تولید می‌کند. اطمینان حاصل کنید که مکان نصب دارای تهویه مناسب باشد تا گرما به خوبی دفع شود.
  • فاصله از مواد قابل اشتعال: مقاومت ترمز را در فاصله ایمن از مواد قابل اشتعال و تجهیزات حساس به گرما نصب کنید.
  • دسترسی آسان: مکان نصب باید به گونه‌ای باشد که دسترسی به مقاومت ترمز برای سرویس و نگهداری آسان باشد.
  • محیط خشک و تمیز: از نصب مقاومت ترمز در محیط‌های مرطوب، گرد و غباری یا خورنده خودداری کنید.

2. ابزار و تجهیزات مورد نیاز:

• مولتی‌متر: برای بررسی ولتاژ، جریان و مقاومت.
• آچار و پیچ‌گوشتی: متناسب با نوع اتصالات مقاومت ترمز و اینورتر.
• سیم‌چین و سیم‌لخت‌کن: برای آماده‌سازی سیم‌ها.
• کابل مناسب: با سطح مقطع و عایق مناسب برای تحمل جریان و ولتاژ مدار ترمز.
• سر سیم‌های مناسب (وایرشو): برای ایجاد اتصالات محکم و مطمئن در ترمینال‌ها.
• فیوز یا بریکر (اختیاری اما توصیه می‌شود): برای حفاظت از مقاومت ترمز درایو در برابر اضافه جریان.
• پیچ و مهره و واشر: برای نصب مکانیکی مقاومت ترمز.
• دریل و مته (در صورت نیاز به سوراخکاری برای نصب).
• ابزار علامت‌گذاری.

3. نصب مکانیکی مقاومت ترمز درایو:

• تعیین محل نصب: با توجه به نکات ذکر شده در بخش “آماده‌سازی”، محل مناسب برای نصب مقاومت ترمز را انتخاب کنید.
• نصب پایه یا براکت (در صورت نیاز): اگر مقاومت ترمز نیاز به پایه یا براکت دارد، آن را به طور محکم در محل مورد نظر نصب کنید.
• قرار دادن مقاومت ترمز بر روی پایه/براکت: مقاومت ترمز را به دقت بر روی پایه یا براکت قرار داده و با استفاده از پیچ و مهره و واشر محکم کنید. اطمینان حاصل کنید که مقاومت به طور ایمن و بدون لرزش نصب شده است.
• رعایت فاصله هوایی: در صورت نصب چندین مقاومت ترمز در کنار هم، فاصله هوایی مناسب بین آنها را رعایت کنید تا تهویه به خوبی انجام شود.

4. اتصالات الکتریکی:

شناسایی ترمینال‌های مقاومت ترمز و درایو:

• مقاومت ترمز: معمولاً مقاومت‌های ترمز دارای دو ترمینال هستند که برای اتصال به اینورتر در نظر گرفته شده‌اند. برخی مقاومت‌ها ممکن است ترمینال ارت (Ground) نیز داشته باشند.
• اینورتر: در ترمینال‌های کنترل اینورتر، ترمینال‌های مشخصی با علامت‌های اختصاری مانند “BR+” و “BR-” یا “B1” و “B2” برای اتصال مقاومت ترمز وجود دارد. محل دقیق این ترمینال‌ها در دفترچه راهنمای درایو مشخص شده است.

انتخاب کابل مناسب:

• سطح مقطع کابل: سطح مقطع کابل باید متناسب با جریان ترمز و توان مقاومت ترمز انتخاب شود. برای انتخاب صحیح کابل، به دفترچه راهنمای اینورتر و مقاومت ترمز مراجعه کنید.
• طول کابل: تا حد امکان طول کابل را کوتاه نگه دارید تا افت ولتاژ و نویز کاهش یابد.

آماده‌سازی کابل‌ها:

• کابل‌ها را به طول مناسب برش دهید.
• عایق سر سیم‌های کابل را به اندازه لازم لخت کنید.
• از سر سیم‌های مناسب (وایرشو) برای ایجاد اتصالات مطمئن در ترمینال‌ها استفاده کنید. این کار باعث افزایش عمر اتصال و جلوگیری از شل شدن سیم‌ها در اثر لرزش می‌شود.

اتصال کابل‌ها به ترمینال‌های اینورتر و مقاومت ترمز:

• یک سر کابل را به ترمینال “BR+” یا “B1” اینورتر و سر دیگر آن را به یکی از ترمینال‌های مقاومت ترمز متصل کنید.
• سیم دیگر را به ترمینال “BR-” یا “B2” اینورتر و ترمینال دیگر مقاومت ترمز وصل کنید.
• اتصال ارت (در صورت وجود ترمینال ارت در مقاومت ترمز): اگر مقاومت ترمز دارای ترمینال ارت است، آن را با استفاده از سیم ارت مناسب به بدنه فلزی اینورتر یا تابلوی برق متصل کنید. این کار برای ایمنی بیشتر و تخلیه بارهای الکترواستاتیک ضروری است.
• محکم کردن اتصالات: اطمینان حاصل کنید که تمامی اتصالات در ترمینال‌های اینورتر و مقاومت ترمز به طور محکم و صحیح انجام شده‌اند. اتصالات شل می‌توانند باعث ایجاد گرمای بیش از حد، جرقه و اختلال در عملکرد سیستم شوند.
• بررسی مجدد اتصالات: پس از اتمام اتصالات، یک بار دیگر تمامی اتصالات را به دقت بررسی کنید تا از صحت و استحکام آنها اطمینان حاصل کنید.

5. راه‌اندازی و تنظیمات پارامترهای اینورتر:

• اعمال برق به اینورتر: پس از اطمینان از صحت تمامی اتصالات، برق ورودی اینورتر را وصل کنید.
• بررسی عملکرد اولیه: در ابتدا، اینورتر را بدون بار (بدون اتصال موتور) روشن کنید و عملکرد آن را بررسی کنید. به دنبال خطاها یا هشدارهای مربوط به مقاومت ترمز در نمایشگر اینورتر باشید.
• تنظیم پارامترهای مربوط به ترمز دینامیکی:
  • فعال‌سازی ترمز دینامیکی: در منوی پارامترهای اینورتر، پارامتر مربوط به فعال‌سازی ترمز دینامیکی را پیدا کرده و آن را فعال کنید.
  • تنظیم مقاومت ترمز: مقدار مقاومت و توان مقاومت ترمز را در پارامترهای مربوطه در اینورتر وارد کنید. این مقادیر معمولاً در دفترچه راهنمای مقاومت ترمز مشخص شده‌اند.
  • تنظیم سطح ولتاژ ترمز: برخی از اینورترها امکان تنظیم سطح ولتاژ DC-Bus را برای فعال شدن ترمز دینامیکی فراهم می‌کنند. این پارامتر را مطابق با مشخصات سیستم و نیازهای کاربرد تنظیم کنید.
  • تنظیم جریان ترمز: در برخی موارد، می‌توان جریان ترمز را نیز در پارامترهای درایو تنظیم کرد.
• تست عملکرد ترمز دینامیکی:
  • موتور را به اینورتر متصل کنید.
  • موتور را با سرعت‌های مختلف راه‌اندازی کرده و سپس دستور توقف را صادر کنید.
  • عملکرد ترمز دینامیکی را بررسی کنید. موتور باید به طور سریع و کنترل‌شده متوقف شود.
  • دمای مقاومت ترمز را در حین کار بررسی کنید. دمای مقاومت نباید از حد مجاز فراتر رود.

مدار حفاظت مقاومت ترمز

چگونه مقاومت، درایو و کنتاکتور ورودی را محافظت کنیم:

نصب و سیم‌کشی مقاومت:

همه مقاومت‌ها باید خارج از ماژول درایو نصب شوند، در محلی که بتوانند به اندازه کافی خنک شوند. همچنین نباید جریان هوا به سایر تجهیزات مسدود شود یا هوای گرم از مقاومت به ورودی‌های هوای سایر تجهیزات دمیده شود.

هشدار!

مواد اطراف مقاومت ترمز باید غیرقابل اشتعال باشند. دمای سطح مقاومت ممکن است بالاتر از 200 درجه سانتی‌گراد (400 درجه فارنهایت) افزایش یابد، و دمای هوای جاری از مقاومت به صدها درجه سانتی‌گراد
۱- این سیستم، منبع برق را که به این مدار کنترلی تغذیه می‌شود، قطع می‌کند.
۲- این یک کلید شروع موقتی است.
۳- این کلید حرارتی مقاومت است.
۴- سیم‌پیچ کنتاکتور اصلی.
۵- کنتاکتور اصلی.
۶- تماس‌های کمکی از کنتاکتور اصلی.

عملکرد:

(1) کلید شروع موقتی. (۲) باید بسته شود تا چرخه شروع شود. این کلید موقتی وقتی بسته می‌شود، به کنتاکتور اصلی (۵) اجازه می‌دهد تا بسته شود، به شرطی که سیستم قطع‌کننده (۱) و کلید حرارتی مقاومت (۳) بسته باشند. زمانی که سیم‌پیچ کنتاکتور اصلی (۴) ولتاژ لازم را دریافت می‌کند، کنتاکتور اصلی (۵) بسته می‌شود که سپس تماس‌های کمکی روی کنتاکتور (۶) را می‌بندد. کلید موقتی می‌تواند رها شود و مدار آماده به کار است.

اگر مقاومت به علت استفاده بیش از حد، گرد و غبار یا مشکل دیگری که مانع از خنک شدن آن می‌شود، شروع به گرم شدن کند، یا اگر IGBT ترمز آن را به طور ناخواسته کوتاه کند، کلید حرارتی باز می‌شود که باعث قطع شدن سیم‌پیچ کنتاکتور اصلی می‌شود. دلیل این که کنتاکتور اصلی استفاده می‌شود و نه فقط یک قابلیت فعال، محدودکننده یا گشتاور ایمنی، آن است که اگر IGBT ترمز در درایو به هر دلیلی متوقف شود و مدار را باز نکند، احتمالاً گرمای بیشتری ایجاد کرده و ممکن است آسیب بیشتری ببیند.

نکات مهم در انتخاب مقاومت ترمز درایو:

انتخاب مقاومت ترمز مناسب، نقش کلیدی در عملکرد صحیح و طول عمر سیستم ترمز دینامیکی دارد. علاوه بر توان نامی و مقدار مقاومت، عوامل دیگری مانند شرایط محیطی و نوع کاربرد نیز در انتخاب مقاومت ترمز موثرند. به عنوان مثال، برای کاربردهای بیرونی یا محیط‌های مرطوب، مقاومت‌های ضد آب و مقاوم در برابر رطوبت توصیه می‌شوند.

تیم مهندسی الکترومارکت، به عنوان یک تولیدکننده داخلی، سه مدل مقاومت ترمز را با در نظر گرفتن نیازهای مختلف صنعتی طراحی و تولید می‌کند:

اول:

• آلومینیومی ضد آب و ضد ضربه با IP67: این مدل با بدنه آلومینیومی مستحکم و درجه حفاظت IP67، برای استفاده در محیط‌های سخت صنعتی، بیرونی و شرایط آب و هوایی نامساعد ایده‌آل است. ضد آب بودن و مقاومت در برابر ضربه، طول عمر و اطمینان‌پذیری این مدل را در کاربردهای دشوار تضمین می‌کند.

دوم:

• ورقه ای همراه فن، ترمیستور و ترموکوپل، مقاوم در برابر پاشش غیر مستقیم آب و رطوبت: این مدل با طراحی ورقه ای و بهره‌گیری از فن، از تهویه مناسب و دفع حرارت موثر برخوردار است. حضور ترمیستور و ترموکوپل، امکان مانیتورینگ دقیق دما و حفاظت در برابر افزایش حرارت را فراهم می‌کند. این مدل در برابر پاشش غیر مستقیم آب و رطوبت مقاوم بوده و برای محیط‌های صنعتی که نیاز به تهویه اجباری و حفاظت حرارتی دارند، مناسب است.

سوم:

• ورقه ای سبک بدون فن، دارای ترمیستور، بدون ترموکوپل، مقاوم در برابر پاشش مستقیم آب و رطوبت (مقاومت کمتر نسبت به مدل قبلی): این مدل با طراحی ورقه ای سبک و فشرده، برای کاربردهایی که محدودیت فضا و وزن حائز اهمیت است، مناسب می‌باشد. حضور ترمیستور، حفاظت حرارتی را تضمین می‌کند. این مدل با مقاومت کمتر در برابر پاشش مستقیم آب و رطوبت نسبت به مدل دوم، همچنان برای محیط‌های صنعتی با شرایط نسبتاً مرطوب قابل استفاده است.

برای انتخاب دقیق‌تر و متناسب‌ترین مقاومت ترمز با نیازهای خاص سیستم خود، می‌توانید از مشاوره رایگان تیم مهندسی الکترومارکت بهره‌مند شوید. متخصصان الکترومارکت آماده ارائه راهنمایی در زمینه خرید، انتخاب، محاسبه، ساخت و نصب مقاومت ترمز، متناسب با مشخصات فنی اینورتر و نوع کاربرد شما هستند.

در ادامه به سایر نکات مهم در انتخاب مقاومت ترمز می‌پردازیم:

• توان نامی مقاومت: توان نامی مقاومت ترمز باید متناسب با توان موتور و سیکل کاری ترمز انتخاب شود. برای کاربردهای سنگین و سیکل کاری بالا، مقاومت با توان بالاتر مورد نیاز است.
• مقدار مقاومت: مقدار مقاومت ترمز بر جریان ترمز و در نتیجه بر گشتاور ترمز تاثیر می‌گذارد. مقدار مقاومت باید با توجه به مشخصات اینورتر و نیازهای کاربرد انتخاب شود. معمولاً دفترچه راهنمای اینورتر، محدوده مقادیر مجاز مقاومت ترمز را مشخص می‌کند.
• نوع مقاومت: انواع مختلفی از مقاومت‌های ترمز وجود دارد (سیم‌پیچی، سرامیکی، نواری و غیره). نوع مقاومت باید با توجه به شرایط محیطی، توان نامی و سیکل کاری انتخاب شود.
• حفاظت حرارتی: برخی از مقاومت‌های ترمز دارای حفاظت حرارتی داخلی هستند که در صورت افزایش دمای بیش از حد، جریان را قطع می‌کنند. این ویژگی می‌تواند از آسیب دیدن مقاومت ترمز و سیستم جلوگیری کند.
• استانداردها و گواهینامه‌ها: اطمینان حاصل کنید که مقاومت ترمز انتخابی دارای استانداردهای ایمنی و کیفیت لازم باشد.

برای آموزش بیشتر در خصوص جداول پیشنهادی مقاومت ترمز درایوهای مختلف مقاله “تحلیل جامع مقاومت ترمز اینورتر: از محاسبات تا انتخاب بهینه با محصولات تخصصی الکترومارکت” را مطالعه فرمایید.

عیب‌یابی و مشکلات رایج:

• خطای “اضافه ولتاژ DC-Bus”: این خطا معمولاً نشان‌دهنده این است که مقاومت ترمز درایو به درستی نصب نشده است، مقدار مقاومت یا توان آن مناسب نیست، یا سیکل کاری ترمز بسیار سنگین است.
• گرم شدن بیش از حد مقاومت ترمز: این مشکل می‌تواند ناشی از توان نامی ناکافی مقاومت، تهویه نامناسب، یا سیکل کاری بسیار بالا باشد.
• عملکرد نامناسب ترمز: اگر ترمز به درستی عمل نمی‌کند، اتصالات الکتریکی، پارامترهای اینورتر و مشخصات مقاومت ترمز را بررسی کنید.
• قطع شدن فیوز یا بریکر مدار ترمز (در صورت استفاده): این مشکل معمولاً به دلیل اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا انتخاب نامناسب فیوز/بریکر رخ می‌دهد.

نتیجه‌گیری

نصب و اتصال صحیح مقاومت ترمز برای عملکرد ایمن و کارآمد سیستم‌های اینورتر با کاربردهای ترمز دینامیکی ضروری است. با پیروی از مراحل ذکر شده در این مقاله و رعایت نکات ایمنی، می‌توانید مقاومت ترمز را به درستی نصب و تنظیم کرده و از مزایای ترمز دینامیکی مطمئن بهره‌مند شوید. همواره به یاد داشته باشید که مطالعه دقیق دفترچه راهنمای اینورتر و مقاومت ترمز، کلید موفقیت در نصب و راه‌اندازی صحیح این تجهیزات است. در صورت بروز هرگونه مشکل یا ابهام، به متخصصان مجرب الکترومارکت مراجعه کنید.