De toenemende vermogendichtheid van industriële machines vergroot het risico op valse storingen, oververhitting en catastrofale storingen, die kunnen leiden tot de sluiting van de gehele productielijn.Om deze risico's te verminderen en tegelijkertijd aan de efficiëntievereisten te voldoenSommige weerstanden moeten in staat zijn om overspanningen of storingen te beperken, sommige moeten in staat zijn om geregenereerde energie te verdrijven,en anderen moeten een betrouwbare warmteafvoer in een compacte behuizing bieden.
Kortom, de keuze van geschikte weerstanden is een belangrijke stap geworden bij het ontwerpen van betrouwbare industriële motor aandrijfsystemen.
Dit artikel richt zich op de uitdagingen waarmee ontwerpers van industriële machines worden geconfronteerd en de voordelen van de bijbehorende weerstandstechnologie.gevolgd door representatieve weerstanden in Ohmate's uitgebreide productlijn, die ontwerpers kunnen gebruiken om in gemeenschappelijke rem- en tijdelijke beschermingsscenario's aan te pakken.
Impulsenergie-absorptie voor overspanningsbeperking en overspanningsbescherming
Een goed voorbeeld is de voorlaadfase van een VFD.De DC-buscondensator presenteert een staat van bijna kortsluiting aan de voedingsbronAls er geen stroombeperkende weerstand in het voorladingscircuit is, kan deze piek de stroomopwaartse beveiliging activeren of de IGBT van de aandrijving beschadigen.
In alle gevallen is het gebruik van een elektrische stroomvoorziening niet mogelijk.de weerstand moet korte maar grote energiepulsen absorberen zonder mechanische afbraak en dit proces kunnen herhalen gedurende een aantal werkcycli.
Ohmate's PulsA-serie keramische composietweerstanden zijn speciaal ontworpen voor dit doel.vermindering van het risico op loodvermoeidheid die schade kan veroorzaken aan conventionele wondresistentenDeze niet-inductieve constructie helpt ook bij het verminderen van valse spanningspieken tijdens snelle stroomovergangen, die erg nuttig zijn in beschermende circuits waar de schakelaarrand steil kan zijn.
De serie A bestrijkt weerstandswaarden van 1,0 ohm tot 15 k ohm, continu vermogen van 2,0 W tot 5,5 W, impulsspanning van 1000 V tot 2500 V,en een energiecapaciteit van een enkele impuls van 250 J tot 2800 JDit bereik stelt ontwerpers in staat om de busspanning en -energie van een bepaald beschermingscircuit te selecteren en aan te passen.
Bijvoorbeeld, de 3,3 Ω AY33GKE (figuur 1) beperkt de piekoverspanningstroom op een typische 600 VDC-bus tot ongeveer 180 A (I=V/R), afhankelijk van de systeemimpedantie en capaciteit.Deze stroom is hoog genoeg om de condensatorbank snel op te laden en laag genoeg om de upstream contactor en IGBT te beschermenDe impulsspanning van 2000 V biedt een marge die ver boven de standaardspanning van de industriële bus ligt, terwijl de monopulsspanning van 1400 J voldoende marge biedt voor typische oplaadcycli.
Ohmite Ay33GKE Resistor Foto
Figuur 1: De AY33GKE-weerstand maakt gebruik van een keramische structuur om tot 1400 J monopulsenergie op te nemen.
Er zij op gewezen dat het continue vermogen van de AY33GKE slechts 4,5 W is, maar dit is voldoende voor de doelgroep van de tijdelijke toepassing.de weerstand wordt omzeild en er is geen energieverlies vereist.
Dynamische rem met lage inductantie in compacte aandrijfwagen
Wanneer de VFD de motor vertraagt, fungeert de motor als een generator en voert de geregenereerde energie terug naar de gelijkstroombus.De chopper circuit schakelt deze energie naar de remweerstand bij hoge frequentie maken en breken stromenAls de remweerstand een significante parasitaire inductance heeft, zullen deze snelle stroomovergangen spanningspieken veroorzaken die de IGBT van de helikopter kunnen beschadigen.Moderne bedieningskasten worden steeds kleiner., waardoor steeds minder fysieke ruimte overblijft voor de omvangrijke convectie-koelweerstandskist.
De TAP800-reeks vlakke weerstanden met dikke folie lossen deze twee problemen op.De weerstandselementen zijn opgebouwd op een hoog alumina-keramisch substraat en de onderkant metallisatie maakt een efficiënte warmteoverdrachtHet platte profiel draagt de warmte rechtstreeks over op het chassis of op de koude plaat.die een dynamisch remmen met een hoog vermogen mogelijk maakt in behuizingen waar conventionele convectie-koelweerstanden niet kunnen worden geïnstalleerdDeze vlakke configuratie minimaliseert ook de parasitaire inductance en capaciteit, wat resulteert in een stabiele prestatie bij blootstelling aan hoge frequentie pulsbelastingen.
De TAP800-serie bestrijkt een reeks weerstanden van 1 Ω tot 10 k Ω met een continu vermogen van 800 W voor alle modellen met een passende warmteafvoer.
Een typisch voorbeeld is TAP800K390E (figuur 2). Het heeft een weerstandswaarde van 390 Ω en een continue vermogensafvoer van 800 W wanneer het is gemonteerd op met vloeistof of lucht gekoelde radiatoren.De kritische specificatie voor dynamisch remmen is de inductance van 80 NH, waardoor wordt gewaarborgd dat IGBT-schakelaars met hoge snelheid geen verstorende spanningsovergangen veroorzaken aan beide uiteinden van het koppelcircuit.
Afbeelding van Ohmate TAP800K390E dikke film platte weerstand
Figuur 2: TAP800K390E is een vlakke weerstand met dikke film die is ontworpen voor geleidingskoeling.
TAP800K390E biedt ook een robuuste elektrische isolatie tussen de live DC bus en het geaarde montageoppervlak.en de nominale waarde van de gedeeltelijke ontlading is 4 kVRMS op voorwaarde dat de gedeeltelijke ontlading kleiner is dan 10 Picocoulometer (pC), zodat op lange termijn betrouwbaarheid kan worden bereikt.Deze specificaties zorgen ervoor dat de isolatie kan weerstaan aan herhaalde hoge spanningsspanningen en schakeling transiënten typisch voor moderne industriële aandrijvingen zonder verslechtering in de tijd.
Dynamische remmen voor zwaar werk voor hoge traagheidsbelastingen
In sommige toepassingen met motor aandrijving ligt minder de nadruk op compacte verpakkingen dan op zuivere energiebeheer.Vermindering van de belasting in deze toepassingen dwingt de motor om te fungeren als een generator die grote hoeveelheden kinetische energie terugvoert naar de aandrijvingIn deze gevallen moet de remweerstand bestand zijn tegen hevige schokken en tussen de cycli snel afkoelen om warmteophoping te voorkomen.
Ohmiti's Corrib 280 serie weerstanden zijn ontworpen voor deze hoge stroom, lage weerstand taak.De serie wordt gevormd door gegolfde weerstandsdraden rond een buisvormige keramische kern te wikkelen en te fuseren en vast te maken met een glazen glazuurlaagDeze structuur heeft verschillende functies: gegolfde weerstandsdraden vergroten de oppervlakte en versnellen de warmteafvoer;Keramische kern en glaslaag verbeteren de mechanische duurzaamheid en bevorderen tegelijkertijd een efficiënte warmteoverdrachtDe holle kern zorgt ervoor dat er lucht door de weerstandsbak stroomt voor passieve koeling.
Het continu vermogen van de Corrib280-serie varieert van 35 watt tot 1500 watt en de weerstandswaarde van het 300 watt-model is zo laag als 0,10 Ω.Dit geeft de ontwerper een aanzienlijke flexibiliteit om de weerstanden aan te passen aan specifieke busspanning, remmen tegen stroom- en fysieke ruimtebeperkingen.
Een representatief voorbeeld is C300KR50E (figuur 3). Het heeft een weerstandswaarde van 0,5 Ω en een continue vrije luchtcapaciteit van 300 W.de nominale overbelasting van de Corrib280-serie is 10 keer het nominale vermogen gedurende 5 seconden (s)Voor C300KR50E komt dit overeen met korte tijdspulsen tot 3000 W.