Điện trở hãm là gì?

Tính chất tản nhiệt của điện trở có thể được sử dụng để làm chậm một hệ thống cơ khí. Quá trình này được gọi là phanh động, và điện trở như vậy được gọi là điện trở phanh động (hoặc đơn giản là điện trở phanh). Khi làm chậm một động cơ điện, động năng được chuyển đổi trở lại thành năng lượng điện. Năng lượng này được tiêu tán bằng cách sử dụng điện trở. Phanh động có thể là phanh biến trở và phanh tái tạo. Trong phanh biến trở, năng lượng được tiêu tán dưới dạng nhiệt trong điện trở. Trong phanh tái tạo, năng lượng điện được đưa trở lại hệ thống. Phương án thứ hai thường đắt hơn. Điện trở phanh được sử dụng cho các hệ thống chuyển động (nhỏ), nhưng cũng được sử dụng cho các cấu trúc lớn hơn như tàu hỏa hoặc xe điện. Một ưu điểm chính so với hệ thống phanh ma sát là độ mài mòn thấp hơn và khả năng giảm tốc nhanh hơn.

Ưu điểm của phanh bằng lực cản động so với phanh bằng ma sát:

• Giảm thiểu sự hao mòn của các bộ phận.
• Kiểm soát điện áp động cơ ở mức an toàn.
• Động cơ AC và DC có thể phanh nhanh hơn.
• Yêu cầu bảo trì ít hơn và độ tin cậy cao hơn.

Công nghệ điện trở phanh

Điện trở ngắt mạch có giá trị điện trở tương đối thấp và công suất định mức cao, vì vậy điện trở dây quấn là một giải pháp phổ biến. Chúng thường có lõi gốm và được hàn kín hoàn toàn. Chúng thường được đặt trong khung để tạo khoảng cách an toàn với các bộ phận khác. Để tăng cường khả năng tản nhiệt, khung thường có tản nhiệt, quạt hoặc thậm chí là hệ thống làm mát bằng nước.

Điện trở hãm cho biến tần.

Hầu hết các động cơ DC hoạt động như máy phát điện ngay khi ngắt kết nối khỏi nguồn điện. Điều này là do nam châm vĩnh cửu của chúng. Năng lượng tạo ra có thể được tiêu tán bằng cách mắc thêm một điện trở công suất làm tải. Động cơ cảm ứng AC không có nam châm vĩnh cửu. Trong các động cơ này, từ trường quay trong stato tạo ra từ trường. Điện trở hãm được sử dụng trong các ứng dụng mà tốc độ động cơ vượt quá tốc độ định mức của biến tần (VFD) hoặc khi cần giảm tốc nhanh. Chúng có thể điều khiển quá trình hãm bằng cách tăng mô-men xoắn. ​​Nếu tốc độ quay của động cơ vượt quá tốc độ đồng bộ từ VFD, nó sẽ hoạt động như một máy phát điện. Năng lượng dư thừa được đưa vào VFD và làm tăng điện áp trên bus DC. Sự chênh lệch tốc độ giữa động cơ và biến tần càng lớn, năng lượng được đưa trở lại càng nhiều. Việc lựa chọn kích thước điện trở hãm phù hợp là rất quan trọng. Giá trị điện trở càng thấp, động cơ càng có thể dừng nhanh hơn và tạo ra càng nhiều nhiệt. Để bù lại điều này, điện trở phải có giá trị lớn hơn hoặc phải sử dụng tản nhiệt. Các nhà thiết kế phải thiết kế hệ thống và chọn điện trở có công suất định mức đủ lớn để đảm bảo điện trở nằm trong giới hạn nhiệt độ cho phép trong quá trình phanh. Phạm vi điện trở thường bị giới hạn bởi giá trị tối thiểu (để tránh quá dòng) và giá trị tối đa (để đảm bảo khả năng tản nhiệt thấp).

Điện trở phanh trong tàu hỏa.

Việc dừng một đoàn tàu đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể. Hệ thống phanh đĩa thông thường dễ bị mòn và cần bảo dưỡng quá mức. Do đó, phanh động thường được sử dụng như một hệ thống bổ sung. Trong phanh động, động năng của tàu được chuyển đổi thành dòng điện cho động cơ kéo của đầu máy. Thông thường, hệ thống này được tích hợp cùng với phanh ma sát. Dòng điện được tạo ra được tiêu tán dưới đầu máy trong các dãy điện trở lớn trên động cơ. Để bảo vệ các điện trở, chúng được làm mát bằng các quạt lớn. Một hệ thống bảo vệ khác là giám sát nhiệt. Bất cứ khi nào các điện trở quá nóng, tàu sẽ chuyển sang phanh ma sát. Hầu hết các tàu diesel đều được trang bị phanh động, nhưng trong lịch sử, hệ thống này chủ yếu được sử dụng ở các vùng núi, nơi nhiệt độ quá cao trong những đoạn xuống dốc dài sẽ làm quá nóng phanh thông thường. Khi một đoàn tàu có phanh động đi qua, có thể nghe thấy tiếng phanh, tiếng vo ve.