Проектиране и изпитване на спирачен резистор PowerFlex Dynamic

Динамичното спиране не е просто промяна на параметър. То е задача по проектиране на енергийното управление: когато задвижваният товар се забавя, двигателят може да регенерира енергия към постояннотоковата шина на ЧП, а напрежението на шината се повишава, освен ако тази енергия не бъде върната към захранването, съхранена или преобразувана в топлина. Правилно избраният спирачен резистор осигурява на задвижването PowerFlex контролиран път за тази енергия, но резисторът, спирачният транзистор, окабеляването, корпусът и профилът на спиране трябва да се разглеждат като една система.

Задвижването PowerFlex може да използва динамично спиране само когато конкретната му рама и наборът от опции поддържат необходимата спирачна верига.

Започнете с регенеративното събитие

Резисторът трябва да се избере според профила на движение, а не само според мощността на двигателя. Запишете скоростта на двигателя преди забавянето, крайната скорост, необходимото време за спиране, общия приведен момент на инерция, предавателното отношение на редуктора и колко често се повтаря спирането. Центрофуга с голяма инерция, която спира веднъж на смяна, и вертикална ос, която се спуска на всеки 20 секунди, може да използват сходни двигатели, но да имат коренно различно топлинно натоварване.

Енергията, налична в една въртяща се система, е пропорционална на инерцията и квадрата на скоростта. При линейно забавяне само част от тази енергия достига до резистора, тъй като механичните загуби и загубите в двигателя и задвижването поглъщат част от нея. Консервативната инженерна задача е да се изчислят пиковата регенеративна мощност по време на спирането и средната мощност за целия работен цикъл. Приложната методика PowerFlex Dynamic Braking Resistor Calculator на Rockwell Automation предоставя уравненията за конкретните модели, ограниченията за минималното съпротивление, отчитането на работния цикъл и таблиците за избор.

Не заменяйте изчисленото съпротивление с приблизителна стойност само защото е налична физически. Съпротивление под минималната стойност на задвижването може да изисква прекомерен ток през спирачния транзистор. Твърде високо съпротивление може да не пропуска достатъчно ток, за да предотврати изключване поради пренапрежение на постояннотоковата шина. Мощността също има две значения: резисторът трябва да издържа краткия пиков импулс и да отвежда топлината от продължителната средна мощност, без да превишава температурната си граница.

Потвърдете точния хардуер PowerFlex

PowerFlex е семейство, а не една електрическа конструкция. Наличието на спирачен чопър, означенията на клемите, минималното съпротивление, номерата на параметрите и вътрешната защита се различават при PowerFlex 520, 750 и по-старите продукти от серия 7-Class, а понякога и между различните размери рамки в рамките на една серия. Прочетете каталожния номер и рамката от табелката с данни, след което използвайте актуалното ръководство за потребителя и техническите данни за точното задвижване. Колекцията Allen-Bradley PowerFlex може да помогне за идентифициране на инсталираното продуктово семейство, но табелката остава водещият източник за инженерните решения.

Определете също дали машината действително се нуждае от резистор. Удължаването на рампата за забавяне може да премахне регенерацията. Обща постояннотокова шина може да разпредели енергията между оси, които консумират и регенерират енергия. Активен входен изправител може да върне енергията към мрежата. Механичните спирачки остават необходими там, където товарът трябва да се задържи след премахване на въртящия момент. Динамичното спиране подобрява контролираното забавяне; то не е функция за спиране с клас на безопасност и не е спирачка за задържане.

Използвайте само означенията на клемите и схемата на свързване, показани за конкретната рамка на задвижването.

Проектирайте топлинната защита преди окабеляването

Външният резистор преобразува електрическата енергия в интензивна топлина. Монтирайте го с отстоянието, вентилацията, ориентацията на повърхността и степента на защита на корпуса, посочени от производителя. Дръжте го далеч от изолация на кабели, пластмасови кабелни канали, филтри, горим прах и достъпни за операторите повърхности. Отчетете температурата на околната среда и топлината, задържана в горната част на корпуса.

Приложната методика на Rockwell изрично предупреждава, че задвижванията PowerFlex не защитават самостоятелно монтираните външни спирачни резистори. Използвайте самозащитен резисторен модул или правилно проектирана верига за защита от прегряване. Термостатът на резистора трябва да задейства безопасната реакция, определена от оценката на риска на машината — обикновено да прекъсне входа на задвижването чрез контактор с подходящ номинал или по друг начин да предотврати продължаваща регенерация. Не прекарвайте тока на резистора през малкия контакт на термостата.

Оразмерете проводниците, клемите, защитата от късо съединение и заземяването съгласно ръководството на задвижването и местните норми. Дръжте спирачните проводници къси и ги прокарайте според указанията, тъй като бързо превключваният ток може да създава електрически шум. Преди подаване на захранване изолирайте захранването, изчакайте посоченото време за разреждане на постояннотоковата шина, проверете за отсъствие на напрежение и измерете инсталираното съпротивление на подходящите клеми.

Конфигурирайте, без да копирате номера на параметри

В първоначалния вариант бяха посочени номера на параметри така, сякаш важат за всички модели PowerFlex. Това е опасно. Идентификаторите на параметрите се променят според семейството, фърмуера, режима на управление и порта. Използвайте ръководството за точния каталожен номер, за да изберете режима на спиране, да активирате функцията за динамично спиране или профила за външен резистор и да въведете данните за резистора, когато това се поддържа. Никога не активирайте спирачен транзистор само защото подобно задвижване използва сходно изглеждащо меню.

Проверете данните от табелката на двигателя, ограничението на тока, настройките за регулиране на шината, времето за забавяне и всички ограничения за регенеративната мощност като една съгласувана конфигурация. Ако автоматичното регулиране на шината удължава рампата, то може да прикрие недостатъчно оразмерен резистор по време на пускането в експлоатация. Обратно, изключването на регулирането на шината без доказан капацитет на резистора може да превърне случайното изключване поради пренапрежение в продължително топлинно натоварване.

Имената и ограниченията на параметрите трябва да се вземат от ръководството за точния каталожен номер и фърмуер на PowerFlex.

Пуснете в експлоатация с измерени спирания

Започнете с изпитване без товар или с намалена енергия и по-дълго време за забавяне. Следете зададената скорост, действителната скорост, напрежението на постояннотоковата шина, изходния ток, състоянието на спирачката, ако е налично, и историята на неизправностите. Скъсявайте рампата на контролирани стъпки, като проверявате дали шината остава под прага на изключване и дали машината не губи управление или не превишава токовите ограничения.

След това изпитайте най-неблагоприятното реалистично производствено условие: максимална скорост, максимален приведен момент на инерция, най-високо очаквано мрежово напрежение, повтарящи се спирания с най-кратък цикъл и най-висока температура на околната среда. Измерете температурата на резистора с подходящ метод и проверете реакцията на термостата. Едно успешно спиране при студен резистор не доказва капацитет за работа с определен работен цикъл.

Запишете каталожния номер на резистора, съпротивлението, номиналните стойности за продължителен и импулсен режим, изискванията за монтаж, логиката на защитата, резервното копие на параметрите и измерените резултати. За по-широки проверки при пускане в експлоатация на задвижването вижте нашето ръководство за инженеринг на ЧП. Основният принцип на надеждния дизайн е прост: изчислете енергията, спазвайте електрическите ограничения на задвижването, защитете резистора независимо и проверете целия цикъл при реалистични условия.