Mitä eroa on dynaamisella jarrutuksella ja hyötyjarrutuksella?

kun moottorin roottorin nopeus on suurempi kuin sen synkroninen eli nimetty nopeus, se voi toimia generaattorina ja luoda sähköenergiaa mekaanisesta energiasta. Tämä sähköenergia tarvitsee jonnekin mennä, ja on olemassa kaksi tapaa käsitellä sitä-haihduttaa se lämmöksi, tai käyttää sitä uudelleen.

dynaaminen jarrutus ottaa moottorin tuottaman energian ja vapauttaa sen lämpönä jännitteellä säädellyn IGBT: n (insulated-gate bipolar transistor) kautta vastukseen. Joissakin sovelluksissa yksi tai useampi vastus asennetaan etänä, jolloin niiden tuottama lämpö ei vaikuta muihin sähkölaitteisiin. Näissä tapauksissa kytkinlaitteiden (IGBT) ja ohjauspiirin yhdistelmää kutsutaan tyypillisesti “chopper-moduuliksi.”Perinteiset dynaamiset jarrupiirit on mitoitettu matalille käyttöjaksoille-tyypillisesti 20 prosenttia tai vähemmän-kun taas kopteripiirejä käytetään suuremmille käyttöjaksoille.

dynaaminen jarrutus
dynaamisella jarrutuksella IGBT (transistori) mahdollistaa virran virtaamisen vastukseen, josta se haihtuu lämpönä.
Image credit: Rockwell Automation, Inc.

dynaamiselle jarrutukselle on kaksi yhteistä hallintamenetelmää: hystereesiohjaus ja pulssinleveysmodulaation (PWM) ohjaus. Hysteresis control valvoo TASAVÄYLÄN jännitteen tasoa ja kytkee IGBT: n päälle, kun jännite saavuttaa ennalta määritellyn “korkean” tason, jolloin virta virtaa vastukseen ja muuttuu lämmöksi. Kun TASAVIRTAVÄYLÄN jännite laskee ennalta määritellylle “alhaiselle” tasolle, IGBT kytketään pois päältä.

Pulssinleveysmodulaation ohjaus puolestaan kytkee IGBT: n päälle ja pois jatkuvasti ohjausalgoritmin ja TASAVÄYLÄN jännitteen seurannan kautta, joten vääntömomentin aaltoilu vähenee huomattavasti. PWM-ohjausta käytetään ensisijaisesti silloin, kun yhteiseen TASAVIRTAVÄYLÄÄN on kytketty useita käyttövoimia, jotta yksi käyttövoima ei aiheuttaisi suhteetonta osuutta dynaamisesta jarrutustyöstä.

Hyötyjarrutus ottaa moottorin tuottaman energian ja syöttää sen takaisin vaihtovirtalähteeseen tai yhteiseen väylään, jossa sitä voidaan käyttää uudelleen. Energian syöttäminen takaisin yhteiseen väylään tuo lisähyötyä tehokkuuden kannalta, koska teho muunnetaan vaihtovirrasta tasavirtaan vain kerran. Sen sijaan, jos virta johdetaan takaisin VAIHTOVIRTASYÖTTÖÖN, se on muunnettava takaisin tasavirtaan, kun se käytetään uudelleen taajuusmuuttajalla, joten syntyy lisää häviöitä.

regeneratiiviset käyttövoimat
käyttökohteissa, joissa on kunnostuskuormia (kuorma “ajaa” moottoria), moottori toimii generaattorin tavoin ja tuottaa sähköenergiaa. Regeneratiivisella voimansiirrolla tämä energia syötetään takaisin vaihtovirtalähteeseen tai yhteiseen väylään, jossa sitä voidaan käyttää millä tahansa väylään kytketyllä voimansiirrolla.
Kuvanluotto: Bonitron

koska dynaaminen jarrutus perustuu lämpöhäviöön vastusten kautta, sitä käytetään sovelluksissa, jotka vaativat ajoittaista hajoamista tai hidastuvuusnopeudet vaihtelevat. Hyötyjarrutus on suositeltavaa silloin, kun pysähdyksiä on usein, hidastuvuus on jatkuvaa tai kuormaa huolletaan.

vaikka regeneratiivisilla käyttövoimilla on suhteellisesti suuremmat etukustannukset kuin yksinkertaisilla dynaamisilla jarrujärjestelmillä, regenerointi on usein perusteltua, kun suuri määrä energiaa voidaan ottaa talteen tai kun talteen otetun energian kustannukset ovat korkeat.

Leave a Reply