Dimensionnement de la résistance de freinage d'un VFD : 3 étapes et formules essentielles
Bonjour à tous, aujourd'hui je vais partager mon expérience pratique sur la sélection des résistances de freinage des variateurs de vitesse. Ces résistances servent à dissiper l'énergie et à protéger le moteur. Entraînements VFD, Le choix de la résistance de freinage dynamique est donc essentiel pour la sécurité et la fiabilité du système. Cet article couvre cinq aspects clés - calcul de la puissance, détermination de la valeur de la résistance, sélection de la tension nominale, mesures de dissipation thermique et recommandations du fabricant - pour vous aider à comprendre rapidement les éléments essentiels de la sélection de la résistance de freinage dynamique.
Calcul de la puissance de la résistance de freinage
Tout d'abord, comment calculer la puissance nominale d'une résistance de freinage d'un VFD ?
Dans le domaine de l'ingénierie de terrain, les modèles trop complexes ne sont pas nécessaires. Une formule empirique concise et pratique offre une plus grande valeur pratique :
P = Puissance nominale du moteur × Cycle de freinage × K
Où ?
- Puissance nominale du moteur : par exemple, 7,5 kW, 11 kW, 55 kW ;
- Coefficient de freinage : pourcentage du couple nominal du moteur ;
- Facteur de marche 10% : correspond à 10% du couple nominal du moteur ;
- 30%-50% cycle de travail : convient aux applications de freinage fréquentes ;
- Un rapport cyclique plus élevé indique un couple de freinage plus important ;
- K (facteur de sécurité) : Plage recommandée : 1,2-1,5.
Par exemple, dans le calcul de la puissance de la résistance de freinage :
- Pour un freinage de courte durée (par exemple, dans les 5 secondes), un cycle de travail de 10% suffit ;
- En cas de freinage fréquent, il faut passer à 30% ou plus.
Calcul des ohms de la résistance de freinage
La formule de la valeur de résistance est la suivante R = U² / P
Où ?
- R : Valeur de la résistance de freinage ;
- U : Tension du bus DC du VFD ;
- P : Puissance nominale de la résistance de freinage.
Dans les applications pratiques sur le terrain, si la tension du bus est de 540V et la puissance de 900W, alors.. :
R = 540² / 900 = 324Ω.
Cependant, il faut noter que pendant le freinage, la tension du bus augmente souvent jusqu'à 700-750V. Par conséquent, les calculs doivent être basés sur la valeur de crête réelle.
Il s'agit d'un détail essentiel dans le calcul de la valeur de la résistance de freinage de l'EFV.
Taux de surtension et facteur de sécurité
Nombreux sont ceux qui choisissent directement le niveau de surtension en fonction de la tension nominale du jeu de barres (par exemple, 540 V), mais cette méthode n'est pas sûre.
Pendant le freinage, la tension du jeu de barres peut atteindre 700 à 800 V en raison de la rétroaction de l'énergie.
Par conséquent, la surtension nominale de la résistance de freinage de l'EFV doit être choisie à 800 V ou plus pour éviter la rupture du condensateur ou l'épuisement de la résistance.
C'est aussi l'aspect le plus souvent négligé dans les calculs du facteur de sécurité de la résistance de freinage.
Installation de la résistance de freinage et refroidissement
En ce qui concerne l'installation et le refroidissement des résistances de freinage, la performance thermique est essentielle à la longévité.
Lors de freinages fréquents, la température de la résistance peut atteindre 400-500°C.
Pour garantir la sécurité :
- Choisir des résistances en aluminium montées sur le dissipateur thermique du VFD ;
- Ou utiliser un système de refroidissement à air forcé qui dirige le flux d'air directement sur la surface de la résistance ;
- Veillez à ce que l'environnement d'installation soit suffisamment ventilé.
Un refroidissement inadéquat compromet la gestion thermique, ce qui peut entraîner un échauffement de la résistance ou une déformation du boîtier.
Recommandations du fabricant
Les recommandations du fabricant de la résistance de freinage de l'EFV varient selon la marque.
La plupart des fabricants réputés fournissent des tableaux de sélection complets dans leurs manuels de produits, qui permettent de faire correspondre automatiquement les paramètres de la résistance (puissance nominale, valeur de résistance, numéro de pièce, etc.) en fonction de la puissance de l'EFV et du cycle de freinage.
Il est conseillé aux utilisateurs de suivre scrupuleusement la formule de sélection de la résistance de freinage de l'EFV du fabricant afin d'éviter d'acheter des résistances de qualité inférieure.
Les produits de qualité médiocre présentent une tolérance élevée des résistances et une mauvaise dissipation de la chaleur, ce qui les rend susceptibles de tomber en panne dans un court laps de temps.
Exemple de calcul
Exemple de calcul pour un 7.5kW triphasé 380V VFD:
- Durée du freinage : 5 secondes ;
- Facteur de marche : 10% ;
- Facteur de sécurité K=1,2.
Calcul :
- P = 7,5 × 1000 × 0,1 × 1,2 = 900W
- R = √700² / 900 ≈ 544Ω
Sélection de la tension nominale : ≥800V.
Spécifications finales recommandées : Puissance 900W, résistance environ 540Ω, tension nominale ≥800V.
Résumé : une sélection appropriée garantit la stabilité du système
La résistance de freinage est un composant essentiel pour absorber l'énergie régénérative dans les variateurs de vitesse, ce qui a un impact direct sur la stabilité de la tension du bus continu et la sécurité du système.
Lors de la sélection d'une résistance, il convient de prendre en compte tous les aspects de la question :
- calcul de la puissance de la résistance de freinage ;
- calcul de l'ohm ;
- la cote de surtension ;
- refroidissement de l'installation ;
- et les spécifications techniques du fabricant.
Une sélection appropriée permet non seulement d'améliorer l'efficacité des résistances de freinage, mais aussi de prolonger leur durée de vie, garantissant ainsi un fonctionnement sûr et fiable de l'ensemble du système.
