انتخاب صحیح مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی

پله برقی، به عنوان یکی از اجزای حیاتی در فضاهای عمومی و تجاری، نیازمند سیستمی ایمن و کارآمد برای کنترل حرکت، به‌ویژه هنگام توقف یا حرکت در حالت مولد (مانند حرکت رو به پایین با بار زیاد) است. درایوهای الکتریکی که موتور پله برقی را کنترل می‌کنند، هنگام ترمز یا تولید انرژی توسط موتور، این انرژی اضافی را به باس DC خود بازمی‌گردانند. برای جلوگیری از افزایش بیش از حد ولتاژ باس DC و محافظت از درایو، از مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی استفاده می‌شود.

مقاومت ترمز آلومینیومی (Aluminum Braking Resistor)، که به دلیل قابلیت اطمینان و دفع حرارت خوب در این کاربرد رایج است، وظیفه اتلاف این انرژی اضافی به صورت حرارت را بر عهده دارد. انتخاب صحیح مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی، چه برای حرکت رو به بالا و چه به‌ویژه در حالت حساس رو به پایین، برای اطمینان از عملکرد مطمئن سیستم و جلوگیری از آسیب به موتور یا درایو ضروری است.

اگر در زمینه انتخاب یا تامین مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی نیاز به راهنمایی و مشاوره تخصصی دارید، الکترومارکت آماده ارائه خدمات و محصولات با کیفیت به شماست.

چرا مقاومت ترمز برای پله برقی حیاتی است؟

زمانی که سرعت موتور پله برقی توسط درایو کاهش می‌یابد، یا زمانی که پله برقی در حالت رو به پایین حرکت می‌کند (خصوصاً با تعداد مسافر زیاد)، موتور مانند یک ژنراتور عمل کرده و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این انرژی به باس DC درایو تزریق می‌شود. اگر این انرژی تخلیه نشود، ولتاژ باس DC افزایش یافته و می‌تواند منجر به خطا یا آسیب دیدن درایو شود. مقاومت ترمز مناسب برای پله برقی این انرژی را دریافت کرده و به صورت حرارت در محیط آزاد می‌کند. نوع آلومینیومی به دلیل ساختار فین‌دار، در دفع این حرارت عملکرد خوبی دارد.

عوامل کلیدی در انتخاب مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی

برای انتخاب مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی باید چندین فاکتور کلیدی را در نظر گرفت:

1. محاسبه توان ترمزی مورد نیاز: این مهم‌ترین گام است. توان ترمزی که مقاومت باید اتلاف کند، به انرژی تولید شده توسط موتور در حالت ترمزی یا مولد بستگی دارد. این انرژی تابعی از:

   • جرم متحرک (وزن پله‌ها + حداکثر وزن کاربران)
   • سرعت حرکت پله برقی
   • شیب پله برقی
   • جهت حرکت (رو به بالا یا رو به پایین)
   • مدت زمان ترمزگیری یا کار در حالت مولد

2. ولتاژ باس DC درایو: مقاومت باید بر اساس حداکثر ولتاژ مجاز باس DC درایوی که به آن متصل می‌شود، انتخاب شود (مثلاً برای درایوهای ۳۸۰-۴۰۰V AC، ولتاژ باس DC حدود ۶۰۰-۷۵۰V است).

3. مدت زمان ترمزگیری یا Duty Cycle: پله برقی معمولاً به صورت پیوسته ترمز نمی‌گیرد. ترمزگیری یا حرکت در حالت مولد به صورت متناوب (Intermittent) اتفاق می‌افتد (مثلاً هنگام توقف، شروع حرکت یا حرکت رو به پایین). مقاومت ترمز باید بتواند پالس‌های توان بالا را برای مدت کوتاه تحمل کرده و سپس در زمان استراحت خنک شود. Duty Cycle (چرخه کاری) نسبت زمان فعال بودن مقاومت به کل زمان چرخه (فعال بودن + استراحت) است.

4. شرایط نصب و خنک‌کاری: از آنجایی که مقاومت گرما تولید می‌کند، محل نصب و روش خنک‌کاری آن حیاتی است. مقاومت‌های آلومینیومی معمولاً دارای فین‌های خنک‌کننده هستند، اما ممکن است در فضاهای بسته نیاز به تهویه مناسب یا استفاده از فن اجباری (Forced Cooling) باشد.

برای اطمینان از انتخاب دقیق مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی متناسب با نیازهای خاص پله برقی خود و همچنین دریافت مشاوره در خصوص نصب و راه‌اندازی، می‌توانید با متخصصین الکترومارکت تماس بگیرید.

محاسبه توان و مقدار اهمی مقاومت ترمز پله برقی

هرچند برای محاسبه دقیق‌تر باید از مشخصات پله برقی و کاتالوگ درایو استفاده کرد، اما می‌توان از فرمول‌ها و تقریب‌های کلی نیز بهره برد:

الف) محاسبه توان ترمزی (Pbrake​)

توان ترمزی لحظه‌ای می‌تواند بسیار بالا باشد، اما آنچه برای انتخاب مقاومت مهم است، توان متوسط در طول زمان ترمزگیری است. انرژی ترمزی (Ebraking​) مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است که باید اتلاف شود.

[ E_{\text{braking}} = E_p + E_k = m \cdot g \cdot h + \frac{1}{2} m \cdot v^2 ]

و توان متوسط ترمزی در مدت زمان $t$:

[ P_{\text{brake}} = \frac{E_{\text{braking}}}{t} ]

که در آن:

• $m$: جرم کل (پله‌ها + بار مسافر)
• $g$: شتاب گرانش (9.81m/s2)
• $h$: تغییر ارتفاع
• $v$: سرعت پله برقی
• $t$: مدت زمان ترمزگیری

ب) تقریب عملی بر اساس توان موتور

به عنوان یک راهنمای سریع برای انتخاب مقاومت ترمز مناسب برای پله برقی، می‌توان توان مقاومت را بر اساس توان موتور تخمین زد:

• برای پله برقی در حالت رو به بالا: معمولاً ۵۰% تا ۱۰۰% توان موتور کافی است.
• برای پله برقی در حالت رو به پایین (که نیاز به تخلیه انرژی بیشتری دارد): معمولاً ۱۰۰% تا ۱۵۰% توان موتور نیاز است.

مثال: اگر توان موتور پله برقی ۱۵ کیلووات باشد:

• حالت رو به بالا: مقاومت ترمز حدود ۷.۵ تا ۱۵ کیلووات
• حالت رو به پایین: مقاومت ترمز حدود ۱۵ تا ۲۲.۵ کیلووات

پ) محاسبه مقدار اهمی ($R$)

مقدار اهمی مقاومت باید طوری انتخاب شود که در حداکثر ولتاژ باس DC، جریان عبوری از آن از حداکثر جریان مجاز ماژول ترمزی درایو بیشتر نشود. این مقدار با استفاده از قانون اهم و رابطه توان محاسبه می‌شود:

[ R = \frac{V_{\text{bus}}^2}{P_{\text{brake}}} ]

که در آن:

• Vbus​: حداکثر ولتاژ باس DC درایو
• Pbrake​: توان ترمزی مورد نیاز (محاسبه شده یا تخمین زده شده)

مثال: اگر ولتاژ باس DC درایو ۷۵۰ ولت و توان ترمزی مورد نیاز ۱۵ کیلووات باشد:

[ R = \frac{750^2}{15000} = \frac{562500}{15000} = 37.5 , \Omega ]

بنابراین، یک مقاومت با مقدار ۳۷.۵ اهم و توان ۱۵ کیلووات (یا بالاتر با توجه به Duty Cycle) مناسب است. معمولاً از مقادیر استاندارد نزدیک استفاده می‌شود (مانند ۳۶Ω یا ۳۹Ω).

مثال عملی محاسبه مقاومت ترمز آلومینیومی برای پله برقی

فرض کنید مشخصات یک پله برقی به شرح زیر باشد:

• توان موتور: ۱۵ کیلووات (۱۵ kW)
• ولتاژ باس DC درایو: ۷۵۰ ولت DC
• جرم کل (پله‌ها + بار): ۳۰۰۰ کیلوگرم (۳ تن)
• سرعت: ۰.۵ متر بر ثانیه (m/s)
• ارتفاع کل: ۶ متر
• زمان ترمزگیری کامل: ۱۰ ثانیه
• سناریو: حرکت در حالت رو به پایین با حداکثر بار.

گام ۱: محاسبه انرژی ترمزی در حالت رو به پایین

در این حالت، انرژی پتانسیل آزاد می‌شود و موتور باید انرژی جنبشی را نیز دفع کند:

[ E_p = m \cdot g \cdot h = 3000 , \text{kg} \cdot 9.81 , \text{m/s}^2 \cdot 6 , \text{m} = 176,580 , \text{J} ] [ E_k = \frac{1}{2} m v^2 = 0.5 \cdot 3000 , \text{kg} \cdot (0.5 , \text{m/s})^2 = 0.5 \cdot 3000 \cdot 0.25 = 375 , \text{J} ] [ E_{\text{braking}} = E_p + E_k = 176,580 , \text{J} + 375 , \text{J} ≈ 176,955 , \text{J} ]

گام ۲: محاسبه توان متوسط ترمزی

اگر فرض کنیم این انرژی در مدت ۱۰ ثانیه ترمزگیری کامل دفع می‌شود:

[ P_{\text{brake}} = \frac{E_{\text{braking}}}{t} = \frac{176,955 , \text{J}}{10 , \text{s}} ≈ 17,695.5 , \text{W} ≈ 17.7 , \text{kW} ]

این نشان می‌دهد که توان لحظه‌ای یا متوسط در زمان ترمز می‌تواند از توان نامی موتور (۱۵ کیلووات) بیشتر باشد، به‌ویژه در حالت رو به پایین. برای اطمینان، یک توان بالاتر را انتخاب می‌کنیم.

انتخاب توان مقاومت: با توجه به توان محاسبه شده (۱۷.۷ کیلووات) و رنج‌های استاندارد مقاومت، یک مقاومت با توان ۲۰ کیلووات یا بالاتر مناسب است. (همچنین این با تقریب ۱۵۰% توان موتور (۱.۵ * ۱۵ = ۲۲.۵ کیلووات) همخوانی دارد).

گام ۳: محاسبه مقدار اهمی مقاومت

با استفاده از حداکثر ولتاژ باس DC (۷۵۰ ولت) و توان انتخاب شده برای مقاومت (۲۰ کیلووات):

[ R = \frac{V_{\text{bus}}^2}{P_{\text{brake, selected}}} = \frac{750^2 , \text{V}^2}{20,000 , \text{W}} = \frac{562500}{20000} = 28.125 , \Omega ]

مقاومت پیشنهادی: یک مقاومت با مقدار ۲۸ تا ۳۰ اهم و توان نامی ۲۰ کیلووات (با توجه به Duty Cycle) مناسب است.

گام ۴: بررسی Duty Cycle

اگر فرض کنیم پله برقی هر ۱ دقیقه یک چرخه ترمزگیری ۱۰ ثانیه‌ای دارد:

[ \text{Duty Cycle} = \frac{\text{مدت زمان ترمزگیری}}{\text{کل زمان چرخه}} = \frac{10 , \text{s}}{60 , \text{s}} ≈ 16.6% ]

یک مقاومت ۲۰ کیلووات با Duty Cycle حداقل ۲۰% برای این کاربرد مناسب خواهد بود. مقاومت‌های ترمز آلومینیومی معمولاً با Duty Cycle های ۱۰%، ۲۰%، ۳۰% و بالاتر ارائه می‌شوند.

نکات مهم در نصب و بهینه‌سازی مقاومت ترمز آلومینیومی برای پله برقی

• محل نصب و خنک‌کاری: مقاومت را در محلی با تهویه مناسب و دور از مواد قابل اشتعال نصب کنید. استفاده از فین‌های بزرگ آلومینیومی به دفع حرارت کمک می‌کند. در صورت لزوم، از فن برای خنک‌کاری اجباری استفاده کنید. مسیر جریان هوا در اطراف مقاومت باز باشد.
• پوشش سطحی: اطمینان حاصل کنید که سطح مقاومت دارای پوشش مناسب (مانند آندایزینگ) برای جلوگیری از خوردگی و بهبود انتقال حرارت باشد. این امر به دوام مقاومت آلومینیومی کمک می‌کند.
• محافظت الکتریکی: استفاده از ترموسوئیچ یا PTC متصل به مقاومت برای تشخیص اضافه‌دما و ارسال سیگنال خطا به درایو، یک اقدام ایمنی مهم است.
• اتصالات: اتصالات الکتریکی به مقاومت باید محکم و با کابل مناسب انجام شوند تا از گرم شدن بیش از حد در نقطه اتصال جلوگیری شود.
• کاتالوگ درایو: همیشه اطلاعات و نرم‌افزارهای محاسبه مقاومت ترمز ارائه شده توسط سازنده درایو را بررسی کنید. این منابع دقیق‌ترین راهنما برای انتخاب مقاومت مناسب هستند.

برای تهیه مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی با کیفیت و اطمینان از اصالت کالا، می‌توانید به الکترومارکت مراجعه کرده و از تنوع محصولات و مشاوره کارشناسان ما بهره‌مند شوید.

جمع‌بندی انتخاب مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی

انتخاب صحیح مقاومت ترمز آلومینیومی مناسب برای پله برقی نه تنها عمر درایو را افزایش می‌دهد، بلکه ایمنی و عملکرد روان پله برقی را تضمین می‌کند. همیشه توصیه می‌شود برای انتخاب نهایی و تهیه محصول با کیفیت، با متخصصین فنی مشورت نمایید.

اگر اطلاعات دقیق‌تری از مدل درایو، توان موتور، و مشخصات مکانیکی پله برقی خود دارید، می‌توانیم محاسبات دقیق‌تر و انتخاب بهینه‌تری را برای شما انجام دهیم. کافیست با الکترومارکت تماس حاصل فرمایید.