Wewnętrzne oraz zewnętrzne rezystory hamowania
Przekształtniki z serii SINAMICS G115D posiadają wbudowane w swoją konstrukcję rezystory hamowania. Jeżeli zdolność do pochłaniania energii rozwiązania fabrycznego jest niewystarczająca możemy zastosować rezystor zewnętrzny. Te dwa rozwiązania stosowane są zamiennie – wybór właściwego musi zostać określony na podstawie analizy realizowanej aplikacji. Konieczne jest określenie ilości energii zamienianej na ciepło na rezystorze. W tym celu posługujemy się narzędziami doborowymi przykładowo w postaci TIA Selection Tool.
https://www.siemens.com/global/en/products/automation/topic-areas/tia/tia-selection-tool.html
Na podstawie kalkulacji układu mechanicznego oraz cyklogramu aplikacji możemy określić ilość zwracanej na rezystor energii w odniesieniu do wymaganego cyklu pracy. Takie podejście gwarantuje nam prawidłowy dobór techniczny oraz zapewnia właściwą pracę układu napędowego.
W sytuacjach gdy nie posiadamy możliwości zrealizowania kalkulacji doborowej sięgamy po dane katalogowe. Rezystory wbudowane dostępne są w dwóch wariantach zależnych od wielkości obudowy przekształtnika oraz mocy:
Fabryczne rozwiązania charakteryzują się możliwością poboru mocy ciągłej na poziomie 10W, natomiast w piku potrafią przyjąć moc maksymalną wynoszącą 100W. Kalkulacja właściwego doboru bazująca wyłącznie na wyżej przedstawionych parametrach będzie obarczona błędem. Zawsze dojdziemy do wniosku że rezystor wewnętrzny jest zbyt mały musimy stosować rezystor zewnętrzny.
Pod tabelą prezentującą dane katalogowe pojawia się zapis: “1) – Moc szczytowa podana dla 10% cyklu pracy 120s – przez 12s w cyklu 120s możemy obciążyć rezystor mocą 100W. Modyfikując cykl hamowania możemy uzyskać inne parametry pracy rezystora wewnętrznego. Zgodnie z poniższą charakterystyką jeśli przyjmiemy cykl pracy rezystora na poziomie 1% (1,2s hamowania na każde 120s) moc szczytowa jaką możemy zwrócić na rezystor wynosi 1kW.
W zależności od temperatury otoczenia (55C/48C/40C) rezystor fabryczny może zostać obciążony mocą szczytową zależną od przyjętego cyklu pracy.
Istotną informacją jest również sposób ochrony wbudowanego rezystora przed uszkodzeniem. Brak czujnika termicznego nie jest problemem w tej kwestii, rolę zabezpieczenia pełni wewnętrzny układ czopera. Takie podejście gwarantuje bezpieczną pracę aplikacji bez ryzyka uszkodzenia rezystora. W przypadku gdy zastosowane cykle pracy oraz możliwości rezystora są niewystarczające, czoper ograniczy swój prąd wyjściowy czego efektem jest generowanie błędu overvoltage. W takiej sytuacji powinniśmy wprowadzić modyfikację w aplikacji jeśli jest to możliwe – wydłużamy rampę hamowania (ograniczając moc szczytową) lub musimy zastosować rezystor zewnętrzny.
Oczywiście skuteczne działanie rezystora hamowania uwarunkowane jest prawidłową parametryzacją. Domyślnie przekształtnik ustawiony jest do pracy z rezystorem pobierającym moc szczytową 100W – zmiana cyklu wymaga przeprowadzenia parametryzacji:
P219 – moc rezystora hamowania
P1531 – moc regeneratywną (wprowadzamy wartość P219 ze znakiem “-“)
Jeżeli rezystor wewnętrzny nie jest wystarczający należy zastosować rezystor zewnętrzny:
Rezystory zewnętrzne dostępne są w kilku wariantach dla każdej wielkości obudowy, różnią się takimi parametrami jak moc ciągła oraz szczytowa. Dane podobnie jak w przypadku rezystora wbudowanego prezentowane są dla 10% cyklu pracy. Zmiana cyklu również jest możliwa zgodnie z poniższym diagramem:
Instalacja rezystora zewnętrznego przedstawiona została w instrukcji instalacyjnej dostępnej pod linkiem:
Rezystory wbudowane fabrycznie stanowią wystarczające rozwiązanie w większości aplikacji związanych z transportem poziomym. Skalowanie rozwiązania do potrzeb aplikacyjnych jest proste, pozwala na bardzo elastyczne i bezpieczne wykorzystanie możliwości platformy napędowej G115D w różnych aplikacjach.