Điện trở xả là gì? Cách lắp điện trở xả cho biến tần

Một trong những nguyên nhân gây hỏng hóc, làm cho biến tần bị cháy nổ thường xuyên trong các ứng dụng như nâng hạ cẩu trục là do biến tần hãm động cơ một cách quá nhanh dẫn đến động cơ trở thành một máy phát tạo ra nguồn điện. Do đó, khi sử dụng biến tần trong các ứng dụng cần thay đổi tốc độ trong một khoảng thời gian ngắn, người ta thường lắp điện trở xả cho biến tần để giảm thiểu tình trạng gây cháy nổ biến tần. Vậy điện trở xả là gì? Tại sao cần sử dụng điện trở xả cho biến tần? Và cách lắp điện trở xả cho biến tần như thế nào? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây. 

Điện trở xả là gì? Điện trở xả, hay còn gọi là điện trở hãm là loại điện trở được sử dụng để lắp cho biến tần trong các ứng dụng điều khiển động cơ yêu cầu tăng hoặc giảm tốc độ trong thời gian ngắn, hay dừng đột ngột, hoặc tải có quán tính lớn, có momen thay đổi, tải đảo chiều liên tục hay trong ứng dụng nâng hạ cẩu trục

Hình 1: Điện trở xả là gì?

Để hiểu thêm về điện trở xả là gì? Hãy cùng tham khảo ngay hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Điện trở xả (điện trở hãm) SIKES RXG20-200W/47RJ tại đây.

Điện trở xả cho biến tần có hai loại chính là điện trở gốm sứ và điện trở xả nhôm. Do đó, hiệu quả tản nhiệt cũng như giá thành của hai loại điện trở xả này sẽ khác nhau. Cụ thể như sau

- Điện trở xả gốm sứ được thiết kế với khối hình trụ màu xanh lá cây, hai đầu mở rộng để đấu dây được gắn cố định trên hai đầu của ống sứ. Trên bề mặt của ống sứ được quấn một lớp dây điện trở hợp kim và được phủ lên bề mặt một lớp vật liệu chống cháy và có khả năng chịu được nhiệt độ cao.

- Ống sứ của điện trở xả có tác dụng như một bộ khung để quấn dây điện trở và có tác dụng tản nhiệt rất tốt. Loại điện trở gốm sứ được ứng dụng trong việc kiểm tra tải, hệ thống điều khiển tự động, các thiết bị công suất, biến tần và động cơ servo.

Hình 2: Điện trở xả gốm xứ

- Điện trở xả vỏ nhôm là điện trở được chế tạo từ vật liệu nhôm với dạng thỏi dẹt, có độ bền cao hơn điện trở sứ. Với vật liệu chế tạo từ nhôm nguyên chất, điện trở xả nhôm có thể chịu được dao động mạnh, an toàn và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng mạch công suất, điều khiển biến tần hay động cơ servo.

Hình 3: Điện trở xả nhôm

Qua hai phần trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về điện trở xả là gì? Cũng như các loại điện trở xả cho biến tần phổ biến hiện nay? Vậy vì sao phải lắp điện trở xả cho biến tần? Hãy cùng tìm hiểu trong phần dưới đây.

Việc lắp điện trở xả cho biến tần là rất cần thiết vì những lý do sau đây:

- Khi biến tần được sử dụng trong các ứng dụng cần thay đổi tốc độ nhanh trong một khoảng thời gian ngắn hay động cơ đang chạy với chế độ giống như một máy phát điện. Khi đó, quá trình phanh hãm sẽ tạo ra một năng lượng trả về từ động cơ đến biến tần làm cho điện áp trên DC bus (nguồn DC từ phần chỉnh lưu được đưa vào phần liên kết DC) tăng lên.

- Sự chênh lệch giữa tốc độ động cơ thực tế và tốc độ của biến tần càng lớn thì năng lượng trả về càng cao. Khi đó, điện áp ở trên DC bus sẽ tăng cao và biến tần sẽ bị hỏng trong thời gian ngắn. Nếu như được lắp điện trở xả thì phần năng lượng dư thừa này sẽ được thải ra và tản nhiệt thông qua điện trở xả.

Vì vậy, việc lắp điện trở xả biến tần khi sử dụng trong hệ thống yêu cầu thay đổi tốc độ trong thời gian ngắn hay có momen quán tính thay đổi là rất cần thiết. Việc lắp điện trở xả cho biến tần thường gặp trong các ứng dụng như cẩu trục nâng hãm chuyển động của máy cán, băng tải hay thang máy,...

Khi lựa chọn điện trở xả cho biến tần, cần dựa vào 2 yếu tố chính là lựa chọn theo công suất điện trở xả và theo giá trị điện trở xả.

- Khi lựa chọn điện trở xả cho biến tần theo công suất cần chú ý đến hai yếu tố là tính kỹ thuật và tính kinh tế. Do đó, khi lựa chọn điện trở xả theo công suất thì nên lựa chọn công suất của điện trở xả tỷ lệ thuận với độ xả điện của biến tần. Ví dụ như, nếu như biến tần xả nhiểu điện thì cần lựa chọn điện trở xả có công suất lớn và ngược lại. 

- Ví dụ: Trong ứng dụng tải cần trục thì động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện. Thời gian giảm tải và hãm lâu do đó nên chọn điện trở xả có công suất bằng một nửa công suất động cơ hay 2/3 công suất động cơ. Với những phụ tải có quán tính lớn như máy quay li tâm, máy truyền động thì cần lựa chọn điện trở xả có công suất lớn. 

- Giá trị điện trở của điện trở xả thường được điều chỉnh theo thiết kế dòng hãm của từng loại biến tần. Nhà sản xuất biến tần sẽ đưa ra giá trị MIN cho điện trở. Do đó, ta cần phải lựa chọn loại điện trở hãm có giá trị tối thiểu bằng giá trị điện trở MIN của biến tần hoặc lớn hơn. 

- Hiện nay, các sản phẩm biến tần hầu hết được sản xuất theo nguyên lý PWM (nguyên lý hoạt động theo nguyên tắc đóng ngắt có chu kỳ của nguồn tải), do đó có thể chọn điện trở xả cho biến tần có giá trị điện trở bằng 1,5 đến 2 lần giá trị MIN của biến tần.

Dưới đây là sơ đồ đấu dây trong cách lắp điện trở xả cho biến tần:

Hình 4: Sơ đồ đấu nối điện trở xả cho biến tần

- Điện áp đầu vào của biến tần tương ứng với các điểm R-S-T.

- Đầu ra của động cơ tương ứng với các điểm là U-V-W.

- Điện áp trên DC bus của biến tần là N1, P, P1-n được cài đặt trên thanh DC bus của biến tần.

Khi lắp song song điện trở xả thì giá trị điện trở và công suất được tính như sau:

- Điện trở tổng: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ +...+ 1/R_n

- Công suất: P = P₁ + P₂ + P₃ +... +P_n

Khi lắp nối tiếp nhiều điện trở xả với nhau thì giá trị điện trở vfa công suất sẽ được tính như sau:

- Điện trở tổng: R =  R₁ + R₂ + R₃ +... + R_n

- Công suất: P = P₁ + P₂ + P₃ +... +P_n

Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về điện trở xả là gì? Các loại điện trở xả chính và cách tính toán và lắp đặt điện trở xả cho biến tần. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho công việc của bạn.