مقاومت ترمز چیست؟

سلام دنیا!
خرداد ۱, ۱۳۹۷
محاسبه مقاومت ترمز اینورتر
خرداد ۱, ۱۳۹۷

مقاومت ترمزها براي جذب انرژي الکتروموتور در زمان هایی که وارد حالت ژنراتوري می شوند استفاده می گردند. به طور کلی، مقاومت ترمزها گرما را مصرف می کنند. به واسطه همین ویژگی، می توان از آن ها برای متوقف کردن یا کم کردن سرعت یک سیستم مکانیکی استفاده کرد. در این مبحث انواع مختلف مقاومت ترمزها از جمله ترمز رئوستاتیک و ترمز احیا کننده شرح داده می شوند.

مقاومت ترمز

به طور کلی، مقاومت ترمزها گرما را مصرف می کنند. به وسیله همین ویژگی، می توان از آن ها برای متوقف کردن یا کم کردن سرعت یک سیستم مکانیکی استفاده کرد. این نوع از مقاومت ترمز، مقاومت ترمز دینامیکی نامیده می شود و فرایند صورت گرفته توسط آن ترمز دینامیکی نام دارد. هنگامی که انرژی جنبشی دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل می شود، می توانید سرعت و یا شتاب یک موتور الکتریکی را کاهش دهید. در اصل، این انرژی با استفاده از یک مقاومت قدرتی از بین می رود. مقاومت ترمز معمولا دارای رتبه ای بالا از لحاظ توان و مقادیر بسیار کم اهمی است. یک راه حل مناسب برای این امر، “مقاومت ترمز پیچکی” است. معمولا این نوع از مقاومت ترمزها دارای یک هسته سرامیکی هستند، به طور کامل جوش داده شده و در یک چارچوب قرار گرفته اند تا یک فاصله امن بین آن ها و دیگر قسمت ها ایجاد شود.

ترمز دینامیکی

ترمز دینامیکی، استفاده از یک موتور کشنده الکتریکی به عنوان یک ژنراتور در هنگام کاهش سرعت یک وسیله نقلیه مانند یک موتور الکتریکی یا دیزلی است. اگر توان الکتریکی تولید شده در برابر مقاومت ترمز به گرما تبدیل شود، به آن “رئوستاتیک” می گویند و اگر این توان ایجاد شده، به خط تولید بازگردانده شود، “ترمز احیاکننده” نامیده می شود. ترمز دینامیکی باعث کاهش مصرف قطعات ترمز بر پایه اصطکاک شده و ترمز احیاکننده باعث کاهش خالص مصرف انرژی می شود. ترمز دینامیکی نیز می تواند در وسایل نقلیه ریلی با واحدهای چندگانه، وسایل نقلیه سبک، تراموای الکتریکی و اتومبیل های الکتریکی و هیبریدی مورد استفاده قرار گیرد.

مزایای مقاومت ترمز دینامیکی در برابر ترمزهای بر پایه اصطکاک

• کاهش مصرف قطعات
• کنترل ولتاژ موتور در سطح ایمنی
• ترمز سریع تر در موتورهای AC و DC
• نیاز کمتر به خدمات و قابلیت اطمینان بالاتر

اصول عملکرد

هنگام ترمز، میدان های الکتریکی موتور به ژنراتور کشنده (لوکوموتیو دیزل-الکتریکی) یا به منبع تغذیه (لوکوموتیو الکتریکی) متصل شده و میله های فلزی چرخنده موتور به سراسر شبکه های ترمز و یا خطوط منبع تغذیه متصل می شوند. چرخ های لوکوموتیو، میله های فلزی چرخنده موتور را به گردش در می آورند و اگر میدان های الکتریکی موتور تحریک شوند، موتورها به عنوان ژنراتور عمل خواهند کرد.
در طی ترمز دینامیکی، موتورهای کشنده، که در حال حاضر به عنوان ژنراتور عمل می کنند، به شبکه های ترمز (مقاومت ترمز های بزرگ) متصل می شوند که بار زیادی را روی مدار الکتریکی قرار می دهند. هنگامی که از بار یک مدار ژنراتور توسط مقاومت ترمز کم شود، ژنراتورها سرعت چرخش خود را کاهش می دهند. با تغییر مقدار تحریک در میدان های الکتریکی موتور کشنده و مقدار مقاومت ترمز بر روی مدار توسط شبکه های مقاومت، سرعت موتور های کشنده را می توان تا یک توقف مجازی (حدود ۳-۵ MPH) کاهش داد.
برای موتورهای مغناطیسی ثابت، ترمز دینامیکی به راحتی توسط کوتاه کردن ترمینال های موتور به دست می آید، و به همین ترتیب موتور با یک ترمز قوی سریعا متوقف می شود. با این حال، این روش، تمام انرژی را به شکل گرما در خود موتور تبدیل کرده و تلف می کند، بنابراین به علت محدودیت های مربوط به خنک کننده ها نمی تواند در هیچ چیزی غیر از کاربردهای متناوب با توان پایین استفاده شود. این مورد، برای موتورهای کشنده مناسب نیست.

ترمز رئوستاتیک

انرژی الکتریکی تولید شده موتورها به شکل حرارت توسط یک مجموعه از مقاومت ترمز های داخلی از بین می رود. وجود فن های خنک کننده بزرگ برای محافظت از مقاومت ترمز ها ضروری است. سیستم های مدرن، نظارت کننده هایی حرارتی دارند، بنابراین اگر دمای این مجموعه بیش از حد بالا برود، آن را خاموش می کنند و ترمز به حالت اصطکاکی بازگردانده می شود.

ترمز احیاکننده

در سیستم های الکتریکی روند مشابهی از ترمز احیاکننده مورد استفاده قرار می گیرد، در نتیجه جریان تولید شده در هنگام ترمز به جای تلف شدن به شکل گرما، به سیستم منبع تغذیه برای استفاده واحدهای دیگر کشنده هدایت می شود. طبیعی است که ترمزهای احیاکننده و رئوستاتیک را در سیستم های الکتریکی به صورت ترکیبی به کار ببریم. اگر سیستم تغذیه “پذیرا” نیست، یعنی قادر به جذب جریان نمی باشد، سیستم به منظور ایجاد اثر مناسب هنگام ترمز به طور پیش فرض روی حالت رئوستاتیک قرار می گیرد.
لوکوموتیو های باری با سیستم های ذخیره انرژی داخلی خود امکان بازیابی قسمتی از این انرژی که ممکن است به شکل گرما تلف شود، را ایجاد می کنند. به عنوان مثال، گرین گوت توسط راه آهن کانادایی اقیانوس آرام، راه آهن BNSF، راه آهن جنوب کانزاس سیتی و راه آهن اتحادیه اقیانوس آرام استفاده می شود.
در لوکوموتیو های مسافری مدرن مجهز به مبدل های AC که قطارها را می کشند اگر سیستم الکتریکی پذیرا نباشد و یا حتی اگر مسیر مورد نظر با برق کافی پوشش داده نشود، می توان از انرژی ایستگاه اصلی برای ترمز استفاده کرد تا سیستم های داخلی قطار را به شکل ترمز احیاکننده تبدیل کند.
بارگیری HEP در قطار مسافری مدرن، بسیار وسیع است، به حدی که برخی از لوکوموتیوهای الکتریکی جدید مانند ALP-46 بدون شبکه های مقاومت ترمز سنتی طراحی شده اند.

ترمز ترکیبی

ترمز دینامیکی به تنهایی برای متوقف کردن لوکوموتیو کافی نیست، زیرا تاثیر ترمز آن، سرعت را در حدود ۱۰ تا ۱۲ مایل در ساعت (۱۶ تا ۱۹ کیلومتر در ساعت) کاهش می دهد. بنابراین، همیشه همراه با ترمز معمولی بادی استفاده می شود. این سیستم به هم پیوسته، ترمز ترکیبی نامیده می شود. باتری های لیتیومی-یونی نیز برای ذخیره انرژی در جهت توقف کامل قطار استفاده می شوند.
اگر چه ترمز ترکیبی، ترمزهای دینامیکی و بادی را ترکیب می کند، اما نیروی ترمز ایجاد شده به همان شکلی طراحی شده که در طی ترمز بادی رخ می دهد. این امر با به حداکثر رساندن بخش ترمز دینامیکی و تنظیم خودکار ترمز بادی انجام می شود، زیرا هدف اصلی ترمز دینامیکی کاهش میزان استفاده از ترمز بادی است. این امر هوای مورد نیاز را به شکلی بهتر حفظ می کند و خطر گرم شدن چرخ ها را به حداقل می رساند. یکی از تولید کننده های لوکوموتیو Electro-Motive Diesel (EMD) تخمین می زند که ترمز دینامیکی حدودا بین ۵۰ تا ۷۰ درصد از نیروی ترمز را در هنگام استفاده از ترمز ترکیبی ایجاد می کند.

سوالات متداول

مقاومت ترمز برای یک اینورتر چیست؟

مقاومت ترمز دینامیکی (DBR) برای سیستم های اینورتر و محرک های DC استفاده می شود. موتور محرک نیز می تواند به عنوان یک ژنراتور عمل کند. تمام انرژی با گرم کردن مقاومت ترمز استفاده می شود؛ مقداری از آن در لحظه، تخلیه شده و بقیه پس از توقف کامل هنگامی که مقاومت ترمز در حال خنک شدن است، آزاد می شود.

یک مقاومت ترمز دینامیکی چگونه کار می کند؟

ترمز دینامیکی، در اصل، استفاده از موتورهای کشش الکتریکی یک وسیله نقلیه ریلی به شکل ژنراتور در هنگام کاهش سرعت لوکوموتیو است. اگر توان الکتریکی تولید شده به شکل گرما در مقاومت ترمز تلف شود، به آن ترمز رئوستاتیک می گویند و اگر این انرژی تولید شده به خط منبع تغذیه بازگردد، ترمز احیاکننده نامیده می شود.

استفاده های مختلف DBR چه مواردی هستند؟

مقاومت ترمز دینامیکی (DBRs) باعث تولید نیروی گشتاور ترمز و جذب مقدار زیادی از انرژی تولید شده طی فرآیند متوقف کردن موتورهای الکتریکی می شود. آن ها در سیستم های محرک با سرعت های متغیر مانند آسانسور، جرثقیل و قطار استفاده می شوند.

یک مقاومت ترمز چگونه کار می کند؟

هدف مقاومت ترمز دینامیکی کم کردن سرعت و یا توقف سریع موتور با تخلیه ولتاژ اضافی و نگه داشتن آن در محدوده ایمن است. مقاومت های رئوستاتیک ولتاژ اضافی را به شکل حرارت تلف می کنند.

مقاومت ترمز احیاکننده چیست؟

مقاومت ترمز های احیاکننده معمولا بخشی از سیستم های اتوماتیک برای جذب انرژی برگشت یافته از فرآیند کاهش سرعت و یا توقف محورهای اتوماتیک هستند. موتورهای محرک اتوماتیک می توانند به دو شکل عمل کنند: منبع تغذیه و ژنراتور انرژی.

ترمزها در یک قطار چگونه عمل می کنند؟

یک لوله ترمز کاملا شارژ شده معمولا معادل  ۷۰–۹۰ psi (4.8–۶.۲ bar; 480–۶۲۰ kPa) برای قطارهای حمل و نقل و ۱۱۰ psi (7.6 bar و ۷۶۰ kPa) برای قطارهای مسافری است. ترمزها هنگامی اعمال می شوند که مهندس مسئول دستگیره ترمز را به سمت حالت “سرویس” حرکت دهد و موجب کاهش فشار در لوله قطار شود.

مزایای سیستم ترمز احیاکننده چیست؟

ترمز احیاکننده یک مکانیسم بازیابی انرژی است که به وسیله تبدیل انرژی جنبشی آن به شکلی که بتوان آن را بلافاصله استفاده کرده و یا تا زمانی که مورد نیاز باشد، ذخیره کرد، باعث کاهش سرعت یک وسیله نقلیه می شود.

سیستم ترمزهای احیاکننده در خودروهای هیبریدی چگونه است؟

در یک وسیله نقلیه هیبریدی کلمه “احیاکننده” در عبارت ترمز احیاکننده به معنای گرفتن نیروی حرکت خودرو (انرژی جنبشی) و تبدیل آن به برقی است که باتری را هنگام کاهش سرعت و یا توقف خودرو شارژ (احیا) می کند.

چه نوع خودروهایی از ترمز احیاکننده استفاده می کنند؟

این سیستم ترمز احیاکننده نامیده می شود. در حال حاضر، این نوع ترمزها عمدتا در وسایل نقلیه هیبریدی مانند Toyota Prius و در خودروهای کاملا الکتریکی مانند Tesla Roadsterیافت می شوند. در وسایل نقلیه ای مانند این، نگه داشتن شارژ باتری در سطح بالا، امری بسیار مهم است.

سیستم KERS چیست؟

سیستم بازیابی انرژی جنبشی (اغلب به عنوان KERS یا kers شناخته می شود) در اصل، یک سیستم خودکار برای بازیابی انرژی جنبشی وسیله نقلیه در حال حرکت در هنگام ترمز است. انرژی بازیافتی در یک مخزن ذخیره شده (به عنوان مثال یک رله یا باتری با ولتاژ بالا) و برای استفاده بعدی در افزایش شتاب استفاده می شود.

توضیحات تکمیلی

مقاومت هاي ترمز براي جذب انرژي الکتروموتور در زمان هایی که وارد مد ژنراتوري می شود استفاده می گردد. با توجه به اینکه انرژي برگشتی موجب تغییر جهت میدان مغناطیسی موتور می باشد ، بنابراین در این حالت میدان مغناطیسی حاصله سبب ایستادن موتور می شود. از این رو به درایو موتور نیز کاربرد دارد و DC Link مقاومت هایی که در این روشکاربرد دارند مقاومت هاي ترمز گفته می شود. همچنین این مقاومت ها در ترمز این CHOPPER با نصب بین لینک + و – همان عملکرد فوق را دارد. مقاومت ترمز به صورت مستقیم به مبدل فرکانس متصل می شود و مقاومت را فعال می سازد و زمانی که فرکانس خروجی مبدل به دلیل کنترل سیستم کاهش پیدا می کند آن را وارد مدار می کند. کاهش در میزان سرعت یا عملکرد ترمز باعث کاهش فرکانس جریان موتور می گردد و کاهش فرکانس در سلف موجب تبدیل سیم پیچ ها به ژنراتور می شود، در مقاومت ترمز را فعال می سازد تا زمانی که ولتاژ به ، chopper نتیجه ولتاژ بالا می رود و زمانی که این ولتاژ از یک مقدار مشخص بالاتر می رود حد نرمال خود در شبکه برسد. این عمل تا زمانی ادامه می یابد که سرعت موتور با سرعت ورودي متناسب شود. مقاومت ترمز معمولا در زمان هاي کوتاه فعال است و باعث تبدیل انرژي الکتریکی به وجود آمده ناشی از ترمز به حرارت می گردد.
بوده داراي محفظه آلومینیومی با طراحی بسیار پیشرفته می باشند، تا در دماهاي DEG مقاومت هاي تولیدي توسط شرکت نیرو نوین از سري بالا مقاومت را به سرعت خنک کرده و از سوختن آن جلو گیري کنند، از دیگر ویژگی هاي منحصر بفرد این مقاومت ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بهترین نوع سیم از جنس کروم ،آلومینیوم تحمل درجه حرارت تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد براي مقاومت استفاده می شود.
  • پوشش مقاومت ها از نوع هیتسینک آنادایز شده بوده ، تا در حرارتهاي بالاي ۲۰۰ درجه سانتی گراد تغییر رنگندهد.
  • طراحی بصورتی می باشد که مقاومت به راحتی و در کمترین فاصله با تابلو نصب شود.
  • مقاومت هاي تولید شده در رنج هاي بالا به دلیل درجه حرارت زیاد مجهز به فن بوده تا سریعتر خنک شوند. ·

 

این شرکت قادر به تولید انواع مقاومت به درخواست کارفرما در توان ها و اهم هاي مختلف می باشد و در کمترین زمان تحویل و با قیمت مناسب به کارفرما ارائه می دهد.
این مقاومت می تواند بر اساستوان اینورتر برندهاي مختلف از جمله :
– ( Fuji Electric ) فوجی الکتریک – ( Mitsubishi Electric ) میتسوبیشی الکتریک – ( Yaskawa ) یاسکاوا – ( Omron ) امرن و… تولید شود. ( Danfoos ) دانفوس – ( Schneider Electric ) اشنایدر الکتریک – ( Siemens ) زیمنس – ( B&R ) بی اند آر
این محصول علاوه بر استفاده عمومی در بسیاري از صنایع ، به طور ویژه در صنعت آسانسور ؛ جرثقیل ؛ سازاندگان دستگاه هاي خشککن قالی و … کارایی بسیاربالایی دارد.
با تقدیم احترام
شرکت نیرو نوین

تماس با ما