تقنية اختيار المقاومة للطاقة للدفع الصناعي للمحرك

زيادة كثافة الطاقة في الآلات الصناعية تزيد من خطر التعثر الزائف والسخونة الزائدة والفشل الكارثي، والذي يمكن أن يؤدي إلى إيقاف خط الإنتاج بأكمله.لتقليل هذه المخاطر مع تلبية متطلبات الكفاءة، يحتاج المصممون إلى المقاومات التي يمكن أن تتعامل مع مجموعة متنوعة من المشاكل. بعض المقاومات يجب أن تكون قادرة على الحد من زيادة أو حوادث خطأ، وبعضها يجب أن تكون قادرة على إبعاد الطاقة المتجددة،والبعض الآخر يحتاج إلى توفير إبعاد حرارة موثوق به في حجرة مضغوطة.

باختصار، أصبح اختيار المقاومات المناسبة خطوة أساسية في تصميم أنظمة محركات محرك صناعية موثوقة.

تركز هذه الورقة على التحديات التي يواجهها مصممو الآلات الصناعية ومزايا تكنولوجيا المقاومة المقابلة ،تليها المقاومات التمثيلية في خط منتجات Ohmate الواسع، والتي يمكن للمصممين استخدامها لمعالجة سيناريوهات الكبح والحماية العابرة الشائعة.

امتصاص طاقة النبض للحد من التيار الزائد وحماية الزيادة
غالبًا ما تعرض محركات المحرك الصناعية المقاومات لأحداث عالية الطاقة العابرة. مثال جيد هو مرحلة الشحن المسبق لجهاز VFD. عندما يتم تشغيل هذه المرحلة ، يتم تشغيل المقاومة.يقدم مكثف الحافلة المباشرة حالة من الدائرة القريبة من المقصورة إلى مصدر الطاقةإذا لم يكن هناك مقاومة تقييد التيار في دائرة الشحن المسبق ، فإن هذا الطفر يمكن أن يؤدي إلى تشغيل حماية التيار العلوي أو تلف IGBT من المحرك.

تظهر متطلبات النبضات الطاقة العالية مماثلة في امتصاص طاقة الخطأ، ودورة الرافعة، ومستويات حماية مصدر الطاقة. في جميع هذه الحالات،يجب أن يمتص المقاوم نبضات الطاقة القصيرة ولكن الكبيرة دون تدهور ميكانيكي وأن يكون قادرا على تكرار هذه العملية على عدد من دورات التشغيل.

المقاومات المركبة السيراميكية من سلسلة PulsA من Ohmate مصممة خصيصا لهذا الغرض.الحد من خطر تعب الرصاص الذي يمكن أن يسبب تلف المقاومات التقليدية للجروحيساعد هذا البناء غير المحفز أيضًا على تقليل ارتفاعات الجهد الزائفة أثناء انتقالات التيار السريع ، والتي هي مفيدة جدًا في الدوائر الوقائية حيث قد تكون حافة التبديل شديدة الانحدار.

سلسلة A تغطي قيم المقاومة من 1.0 أوم إلى 15 كيلو أوم، القوى المستمرة من 2.0 واط إلى 5.5 واط، القوة الجهازية من 1000 فولت إلى 2500 فولت،والقدرة على طاقة نبض واحد من 250 J إلى 2800 Jهذا النطاق يسمح للمصممين باختيار ومطابقة خصائص الجهد والطاقة للحافلة في دائرة حماية معينة.

على سبيل المثال ، يحد 3.3 Ω AY33GKE (الشكل 1) من التيار القصوى على حافلة 600 VDC نموذجية إلى حوالي 180 A (I = V / R) ، اعتمادًا على عائق النظام والقدرة.هذا التيار مرتفع بما فيه الكفاية لشحن بنك مكثف بسرعة ومنخفضة بما فيه الكفاية لحماية المكافئ الصاعد وIGBTتوفر الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد الجهد ال

صورة المقاومة Ohmite Ay33GKE
الشكل 1: المقاومة AY33GKE تستخدم هيكل السيراميك الجسم لاستيعاب ما يصل إلى 1400 J من طاقة النبضات الأحادية. مصدر الصورة: Ohmite)

يلاحظ أن تصنيف الطاقة المستمرة لـ AY33GKE هو 4.5 واط فقط ، ولكن هذا يكفي للتطبيق المؤقت المستهدف. على سبيل المثال ، بمجرد الانتهاء من دورة شحن VFD مسبقًا ،يتم تجاوز المقاومة ولا يتطلب تشتيت الطاقة.

الفرامل الديناميكية ذات الحثية المنخفضة في غطاء المحرك المدمج
عندما يتباطأ VFD المحرك ، يعمل المحرك كمولد ويطعم الطاقة المتجددة مرة أخرى إلى حافلة DC.الدائرة القاطعة يقلل هذه الطاقة إلى المقاومة الفرامل في التردد العالي صنع وكسر التيارات. إذا المقاومة الفرامل لديها الحثية الطفيلية كبيرة ، وهذه الانتقالات الحالية السريعة سوف تنتج ارتفاعات في الجهد الذي قد يضر IGBT القاطع. في نفس الوقت ،خزانات التحكم الحديثة تصبح أصغر وأصغر، مما يترك مساحة مادية أقل وأقل للصندوق المقاومة التبريد التحريكية ضخمة.

سلسلة TAP800 المقاومات السطحية السميكة الفيلم حل هذين المشكلة.تم بناء عناصر المقاومة على رصيف السيراميكي عالية الألومينا والمعدن السفلي يسمح بنقل الحرارة بكفاءة. النموذج المسطح ينقل الحرارة مباشرة إلى الهيكل أو إلى الصفيحة الباردةتمكين الكفاءة العالية للفرامل الديناميكية في الحجرات التي لا يمكن تركيب المقاومات التقليدية للتبريد عن طريق الحملهذا التكوين المستوي يقلل أيضا من الحثية الطفيلية والقدرة ، مما يؤدي إلى أداء مستقر عند تعرضها لأحمال نبض عالية التردد.

سلسلة TAP800 تغطي نطاق المقاومات من 1 Ω إلى 10 k Ω مع تصنيف مستمر من 800 واط لجميع النماذج مع إبعاد الحرارة المناسبة.

مثال نموذجي هو TAP800K390E (الشكل 2). لديه قيمة مقاومة 390 Ω ومعدل استنزاف الطاقة المستمر من 800 واط عند تركيبها على المشعّلات المبردة بالماء أو السائل.المواصفات الحاسمة للكبح الديناميكي هي حثية 80 NH، والذي يضمن أن مفاتيح IGBT عالية السرعة لا تسبب تحولات في الجهد المتداخل في كلا الطرفين من دائرة الهيكتر.

صورة Ohmate TAP800K390E المقاومة المسطحة السميكة
الشكل 2: TAP800K390E هو مقاومة مسطحة ذات فيلم سميك مصممة لتبريد التوصيل. مصدر الصورة: Ohmite)

يوفر TAP800K390E أيضًا عزلًا كهربائيًا قويًا بين حافلة DC الحية وسطح التثبيت الأرضي.والقيمة الاسمية للإفراج الجزئي هي 4 كيلو فيرامس بشرط أن يكون الإفراج الجزئي أقل من 10 بيكوكولومتر (pC)، بحيث يمكن تحقيق موثوقية طويلة الأجل.هذه المواصفات تضمن أن العزل يمكن أن تتحمل التوترات المتكررة عالية الجهد وتحويل المعابر نموذجية من المحركات الصناعية الحديثة دون تدهور مع مرور الوقت.

الفرامل الديناميكية للعمل الثقيل لحملات الثبات العالية
بعض تطبيقات محرك القيادة تركز أقل على التعبئة المدمجة من معالجة الطاقة النقية. على سبيل المثال الرافعات الصناعية، الطرد المركزي، والناقلات الهبوطية الثقيلة،انخفاض الحمل في هذه التطبيقات يجبر المحرك على العمل كمولد يعيد كميات كبيرة من الطاقة الحركية إلى المحركفي هذه الحالات ، يجب أن تكون مقاومة الفرامل قادرة على تحمل الضغط الشديد وتبرد بسرعة بين الدورات لتجنب تراكم الحرارة.

المقاومات من سلسلة (أوميتي) (كوريب 280) مصممة لهذا التيار العالي، والمقاومة المنخفضة.يتم تشكيل هذه السلسلة عن طريق لف أسلاك المقاومة المموجة حول نواة سيراميكية أنبوبية وتدميرها وتثبيتها بطلاء من الزجاجهذا الهيكل له العديد من الوظائف: الأسلاك المقاومة المموجة تزيد من مساحة السطح وتسريع تبديد الحرارةتساعد القلب السيراميكي والطلاء الزجاجي على تحسين المتانة الميكانيكية مع تعزيز نقل الحرارة بكفاءة؛ يسمح النواة المجوفة لتدفق الهواء من خلال جسم المقاومة للتبريد السلبي.

تتراوح الطاقة المستمرة لسلسلة Corrib280 من 35 واط إلى 1500 واط ، وقيمة المقاومة لنموذج 300 واط هي منخفضة تصل إلى 0.10 Ω.هذا يعطي المصمم مرونة كبيرة لتناسب المقاومات لجهد الحافلة المحددة، الفرامل الحالية والقيود الفيزيائية للمساحة

مثال تمثيلي هو C300KR50E (الشكل 3). لديه قيمة المقاومة 0.5 Ω ومعدل الهواء الحر المستمر 300 W. والأهم من ذلك لظروف الفرامل ،الحمل القياسي المسموح به لسلسلة Corrib280 هو 10 أضعاف القوة الاسمية لمدة 5 ثوانبالنسبة لـ C300KR50E، هذا يتوافق مع نبضات قصيرة الأجل تصل إلى 3000 واط.