ĐIỆN TRỞ XẢ LÀ GÌ ? CẤU TẠO, VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG
Điện trở xả là một thành phần quan trọng trong các hệ thống điều khiển động cơ, đặc biệt là trong ứng dụng biến tần. Nếu không có điện trở xả, khi động cơ dừng quá nhanh, nó có thể gây hỏng biến tần, tạo ra nhiệt và thậm chí làm cháy động cơ. Vì vậy, điện trở xả được sử dụng để giảm thiểu các sự cố này.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về điện trở xả, cấu tạo, nguyên lý làm việc, cũng như ứng dụng của nó trong thực tế.
1. Điện Trở Xả Là Gì?
Điện trở xả (brake resistor) là loại điện trở được sử dụng trong các hệ thống điều khiển động cơ, đặc biệt là khi cần thời gian tăng giảm tốc nhanh, dừng đột ngột, hoặc trong các ứng dụng có tải có quán tính lớn, moment thay đổi, hay tải đảo chiều liên tục, như các hệ thống nâng hạ, cẩu trục, hoặc máy cán.
Vai trò của điện trở xả
Vai trò chính của điện trở xả là tiêu hao năng lượng dư thừa trong quá trình động cơ dừng, hoặc khi quay với quán tính lớn, dưới dạng nhiệt năng.
Khi động cơ dừng đột ngột hoặc thay đổi chiều quay, nó có thể hoạt động như một máy phát điện, tạo ra nguồn điện xoay chiều.
Mạch bảo vệ IGBT sẽ chuyển điện áp này thành điện áp DC, và nếu không có điện trở xả, điện áp DC trong hệ thống có thể tăng quá cao, gây nguy hiểm cho biến tần và các linh kiện điện tử khác.
Điện trở xả giúp bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá áp, giảm thiểu rủi ro hư hỏng thiết bị.
2. Nguyên lý làm việc của điện trở xả
Khi động cơ không đồng bộ hoạt động, cuộn stator tạo ra từ trường biến đổi liên tục, gây ra chuyển động quay của roto. Tuy nhiên, trong quá trình hãm động cơ, nếu động cơ vẫn tiếp tục quay theo quán tính với tốc độ cao hơn so với tần số ban đầu (F > f), một lượng năng lượng lớn sẽ được sinh ra.
Lúc này, từ trường mạnh do động cơ quay nhanh sẽ tạo ra dòng điện tự cảm, vượt quá ngưỡng an toàn và truyền về biến tần. Tại đây, dòng điện sẽ đi qua khối công suất và được chỉnh lưu thành nguồn điện DC, làm tăng điện áp tại bus DC.
Điện trở xả sẽ tiêu hao năng lượng dư thừa này dưới dạng nhiệt, giúp giảm điện áp DC tại bus xuống mức an toàn, tránh tình trạng quá áp và bảo vệ các linh kiện trong biến tần khỏi hư hỏng.
3. Cách Lắp Đặt Điện Trở Xả Cho Biến Tần
Sơ đồ đấu nối điện trở xả
Sơ đồ đấu nối điện trở xả:
+ Ngõ vào: R, S, T (điện áp của biến tần).
+ Ngõ ra: U, V, W (điện áp ra của động cơ).
+ Điện áp DC bus: P, N1, P1, n (kết nối với thanh DC bus của biến tần).
3.1. Cách mắc điện trở xả cho biến tần kiểu nối tiếp
+ Điện trở tổng: R tổng = R1 + R2 + R3 +….+ Rn
+ Công suất tổng: P tổng = P1 + P2 +….+ Pn
3.2. Cách mắc điện trở xả song song
+ Điện trở tổng: 1/R tổng = 1/R1 + 1/R2 +….+ 1/Rn
+ Công suất tổng: P tổng = P1 + p2 +….+Pn
Lưu ý:
+ Đảm bảo lắp đúng vị trí điện áp DC bus để điện trở xả tiêu hao năng lượng dư thừa, tránh quá áp cho hệ thống.
+ Chọn điện trở với công suất phù hợp để tránh quá tải và hỏng hóc.
4. Phân loại điện trở xả
Điện trở xả có thể chia thành hai loại chính: Điện trở xả nhôm và Điện trở xả sứ.
4.1. Điện trở xả nhôm
Điện trở xả nhôm có độ bền cao, chịu được các điều kiện khắc nghiệt và có khả năng tản nhiệt tốt. Nó được sử dụng trong các ứng dụng mạch công suất, biến tần, và hệ thống AC Servo.
Thông số kỹ thuật:
+ Công suất: 60 W – 5000 W
+ Điện áp: < 1.2 KV
+ Giá trị điện trở: 1 Ohm ~ 10 K Ohm
+ Bảo vệ: IP33
4.2. Điện trở xả sứ
Điện trở xả sứ có đặc điểm là chịu được nhiệt độ cao và điện áp lớn. Dòng điện trở này được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu công suất lớn, như mô phỏng tải và hệ thống điều khiển tự động.
Thông số kỹ thuật:
+ Công suất: 50 W – 15000 W
+ Điện áp: < 1.2 KV
+ Giá trị điện trở: 1 Ohm ~ 10 K Ohm
+ Bảo vệ: IP00
5. Cách Chọn Giá Trị Điện Trở Xả Cho Thiết Bị
Mỗi thiết bị, như biến tần, AC Servo Driver, hoặc các thiết bị công suất khác, đều có bảng thông số điện trở xả được tính toán và cung cấp bởi nhà sản xuất. Các thông số này bao gồm:
+ Công suất (đơn vị: kW): Công suất của điện trở xả cần chọn phải phù hợp và càng cao càng tốt để đảm bảo hiệu quả làm việc.
+ Điện trở (đơn vị: Ohm): Điện trở cần được chọn theo đúng thông số của nhà sản xuất. Việc sai lệch quá nhiều có thể không phát huy tác dụng, hoặc thậm chí gây hư hại thiết bị do quá tải hoặc quá áp.
Kết Luận
Điện trở xả là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển động cơ và biến tần, giúp bảo vệ thiết bị khỏi các sự cố về quá áp và nhiệt. Việc hiểu rõ nguyên lý làm việc và cách chọn lựa điện trở xả phù hợp sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.
Nếu bạn muốn nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực Điện Công Nghiệp – Tự Động Hóa, hãy tìm hiểu ngay các khóa học chuyên sâu tại PLCTECH:
Địa chỉ đào tạo
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy Xem bản đồ
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức Xem bản đồ
Liên hệ
Điện thoại / Zalo: 0987 635 127 (Hỗ trợ 24/7)
Website: https://plctech.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN
