Delucidazione resistenza frenatura inverter

[Mister_X_]

Buongiorno, vi chiedo un chiarimento riguardo il dimensionamento della resistenza di frenatura di un inverter 

Ho una navetta mossa da un motore (con riduttore) asincrono 1,1kw con retroazione encoder incrementale, monto un inverter INVT da 1,5kw.

Ad oggi, con velocità 60hz (40 mt/min), ho un errore di 2/3 mm, che per l’applicazione va benissimo, però per curiosità (e per applicazioni future) vorrei migliorare.

Ho un plc 1510 Siemens in cui mi sono creato un fb posizionatore in modo da poter scegliere velocità, rallentamenti e posizioni (praticamente per avere più precisione possibile rallento il motore gli ultimi cm, tutte quote impostabili a seconda della velocità).

Ho aggiunto la resistenza di frenatura esterna, il costruttore limitava la resistenza minima a 170 ohm, ne ho montata una da 210, cambiato i vari parametri sull’inverter, ma non cambia nulla sul funzionamento.

Ho notato che nemmeno accenna a scaldarsi..

Ho letto che la resistenza, più potenza ha e più dissipa, però non ho trovato resistenze con alte potenze e valore maggiore a 170 ohm, cosa sto sbagliando?

 

Grazie

[Mister_X_]

Aggiungo anche questo, praticamente un rappresentante di inverter, il quale voleva vendermi la sua marca, mi ha detto che mettendo la resistenza con alta potenza con i suoi inverter riusciva a fermare il motore in modo istantaneo (anche avendo inerzie date dal carico).

Non ho provato a controbattere perché sicuramente ha più esperienza di me, ma da cio che ho sempre visto io una cosa del genere si riusciva ad ottenere con motori brushless e servozazionamenti, con motori asincroni e inverter ho sempre avuto problemi di inerzia (piccoli o grandi che siano)

Voleva solo vendermela oppure è realmente possibile, montando resistenze potenti, bloccare il motore istantaneamente?

Grazie 

[max.bocca]

Tempo zero non penso ma molto limitato si .

ho visto un applicazione con inverter resistenza motore freno e riduttore tutto SEW che era molto buono, probabilmente tutti i parametri era perfettamente calibrati per ottenere quelle performance.

[Livio Orsini]

Sarebbe necessario conosce marca e modello dell'inverter per avere idee più precise.

 

A parte questo cerchiamo di fare chiarezza.

1. La resistenza serve a dissipare l'energia che il motore, in modalità generatore durante le frenature, riversa sul DC Bus. Minore è il valore del resistore, più elevata è la corrente assorbita quindi dissipa più velocemente l'energia che si accumula sul DC Bus.
2. lI limite inferiore del valore del resistore di frenatura, è stabilito dal costruttore in base al tipo di transistor chopper del gruppo di frenatura.
3. In base al valore ohmico del resistore bisognerà dimensionare la capacità di dissipazione del resistore stesso. Secondo la legge P = R*I² se si diminuisce il valore del resitore, aumenterà il valore della corrente che però pesa per il suo quadrato. Esempio se con 10 ohm ho una corrente di 10A, devo dissipare 1000W, ma se uso un resitore da 8 ohm, la corrente passa a 12.5A, pa la potenza da dissipare diventerà 1250W.

Per dimensionare il valore del resistore di frenatura bisogna conoscere il momento di inerzia totale riportato all'asse del motore; da questo valore si può risalire alla coppia necessaria per frenare in un determinato tempo, quindi a quanta enrgia si deve dissipare

 

Se dal manuale del tuo inverter sai che non puoi scendere al disotto di 170 ohm, procurati un resistore di questo valore di potenza adeguata (il manuale dell'inverter dovrebbe specificare anche il valore di potenza del resistore). Ci sono parecchi costruttori di resistori corrazzati che hanno a catalogo resistori adatti, con anche incorporato il clixon, accessorio indispensabile se si vuol lavorare in sicurezza (ho vsisto un quadro inciendiatosi per un guasto al gruppo di frenatura con conseguente surriscaldamento del resistore).

 

In base alla capacità di dissipazione dell'energia, delnomento di inerzia totale, si determina anche il tempo minimo di frenata, ovvero la pendenza massima di decelerazione.

[Mister_X_]

L’inverter è un INVT, modello GD20, 400v trifase 1,5kw

Il manuale mi da solo il valore minimo della resistenza (170 ohm), la potenza non la cita

Sono io che volevo acquistare una resistenza di almeno 1000w (anche solo per test) ma non sono riuscito a trovare resistenze con potenze alte e resistenza maggiore di 170

Per il dimensionamento non è semplice, per ora mi basterebbe fare delle prove con esito positivo visto che anche senza la resistenza l’applicazione funziona bene, però non si sa mai in futuro…

Conoscete marche o fornitori di resistenze?

Grazie 

1 hour ago, max.bocca said:

Tempo zero non penso ma molto limitato si .

ho visto un applicazione con inverter resistenza motore freno e riduttore tutto SEW che era molto buono, probabilmente tutti i parametri era perfettamente calibrati per ottenere quelle performance.

Non ho il freno in questa applicazione, e non sto utilizzando una marca come Sew, infatti il mio dubbio sulle performance riguardano anche il mio inverter…

[Ctec]

Da una rapida scorsa al manuale, devi impostare i parametri P01.09-P01.12 per far lavorare la frenatura dinamica come vuoi. Per esempio, noto che di default la corrente di frenatura è 0.0%, cioè disattivata...

[Livio Orsini]

3 ore fa, Mister_X_ ha scritto:

Sono io che volevo acquistare una resistenza di almeno 1000w (anche solo per test) ma non sono riuscito a trovare resistenze con potenze alte e resistenza maggiore di 170

 

Ne metti 2  o più in parallelo, di resistenza maggiore, ad esempiofa il parallelo con due da 390.

 

 

Comunque il tempo di frenata dipende molto, oltre che dall'inerzia globale, anche dal rapporto di riduzione e dal rendimento del riduttore: più il riduttore ha rendimento basso più freni velocemente.🙂 (Ma acceleri anche più lentamente).

 

Nel settore didattica/elettrotecnica c'è un mio tutorial su come dimensionare un motore e su come si dimensiona un resistore di frenatura. Purtroppo è rimasto il link ma nel famoso incendio dello scorso anno sono andati persi i files. Provo a cercarli nei miei archivi informatici e quando li avrò ritrovati li rimetto sul forum.

 

 

Modificato: 1 maggio 2022 da Livio Orsini

[Mister_X_]

Non ho capito una cosa, io devo aumentare la potenza mantenendo il valore di resistenza minimo consentito?

Quindi potrei mettere anche 10 resistenza da 170ohm e avrei un ottimo risultato?

Conosco il problema dell’inerzia, quello che mi fa pensare è ciò che mi ha detto il rappresentante che secondo lui con i suoi inverter riesce a frenare istantaneamente il motore..

6 hours ago, Ctec said:

Da una rapida scorsa al manuale, devi impostare i parametri P01.09-P01.12 per far lavorare la frenatura dinamica come vuoi. Per esempio, noto che di default la corrente di frenatura è 0.0%, cioè disattivata...

Sisi, i parametri li ho già sistemati

[leleviola]

la resistenza minima è legata , come diceva Livio alla massima corrente istantanea che il dispositivo di potenza presente sull'inverter fa scaricare la tensione presente sul bus, una resistenza di 170 Ohm non mi sembra poi troppo bassa, se questa è la resistenza minima è anche quella che riesce più velocemente a dissipare la potenza generata per inerzia del carico, nel tuo caso se non strettamente necessario probabile che proprio tu non ne abbia bisogno delle resistenza minima, magari ti è sufficiente anche più alta, tutto sta nel capire quanto è il momento d'inerzia derivante dalla tua casistica

[Livio Orsini]

8 ore fa, Mister_X_ ha scritto:

Quindi potrei mettere anche 10 resistenza da 170ohm e avrei un ottimo risultato?

 

No danneggi il transistor chopper del gruppo di frenatura!

Il parallelo dei resistori deve dare come risultato finale una valore di resistenza >=170 ohm; se, ad esempio, mentti in parallelo 4 resistori da 680 ohm 250W avrai come risultato finale 680/4 = 170 ohm 1000W.

 

8 ore fa, Mister_X_ ha scritto:

Conosco il problema dell’inerzia, quello che mi fa pensare è ciò che mi ha detto il rappresentante che secondo lui con i suoi inverter riesce a frenare istantaneamente il motore

 

Se ti ha detto una cosa così o non sa quello che dice o non sa cosa significa frenare un massa inerziale.

Il blocco istantaneo del motore non lo ottieni nemmeno se ci fosse il solo motore perchè è fisicamente impossibile passare da una velocità x a 0 istantaneamente significa avere accelerazione infinita, così impossibile.

Un motore asincrono da 1.1kW ha di suo un momento di inerzia che non è proprio trascurabile.

Se scrivila marca dl inverter che vende questo signore possiamo avere un'idea delle prestazioni dichiarate.

[Mister_X_]

Nidec, il modello non lo ricordo ma è trascurabile perché stavamo facendo un discorso generale 

8 hours ago, leleviola said:

la resistenza minima è legata , come diceva Livio alla massima corrente istantanea che il dispositivo di potenza presente sull'inverter fa scaricare la tensione presente sul bus, una resistenza di 170 Ohm non mi sembra poi troppo bassa, se questa è la resistenza minima è anche quella che riesce più velocemente a dissipare la potenza generata per inerzia del carico, nel tuo caso se non strettamente necessario probabile che proprio tu non ne abbia bisogno delle resistenza minima, magari ti è sufficiente anche più alta, tutto sta nel capire quanto è il momento d'inerzia derivante dalla tua casistica

Ok resistenza minima, ma la potenza?

[Mister_X_]

33 minutes ago, Livio Orsini said:

 

No danneggi il transistor chopper del gruppo di frenatura!

Il parallelo dei resistori deve dare come risultato finale una valore di resistenza >=170 ohm; se, ad esempio, mentti in parallelo 4 resistori da 680 ohm 250W avrai come risultato finale 680/4 = 170 ohm 1000W.

 

ottimo molto chiaro adesso

grazie

33 minutes ago, Livio Orsini said:

 

 

[Livio Orsini]

3 minuti fa, Mister_X_ ha scritto:

ma la potenza?

 

Te l'ho scritto nelmio primo intervento, se non si conoscono le caratteristiche del gruppo di frenatura non si può determinare la potenza del resistore.

Ti danno il valore minimo di resistenza, questo determina il valore massimo di corrente istantanea che dovrà commutare il transistor chopper.

Per stabilire il valore ddi potenza dissipata dalla resistenza è necessario anche conoscere il duty cycle dell'azione di choppering.

Solitamente è il costruttore che da il valoire di potenza del resistore. Rileggi bene il manuale con particolare rigurado al gruppo di frenatura.

 

9 minuti fa, Mister_X_ ha scritto:

Nidec

 

Dai dati di manuale mi sembra un'inverter normale con prestazioni normali, quindi frenerà, a parità di condizzioni, come tutti gli altri inverters.

 

P.S. il tuo inverter prevede la possibilità di iniettare corrente continua nel motore?

[Mister_X_]

Questo è quello che c’è sul manuale.

 

Comunque riguardo la potenza, ipotizzando che facendo i calcoli mi basti una potenza di 1000w, se inserisco una resistenza da 2000w (sempre con valore ohm maggiore al valore minimo), la situazione dovrebbe essere ancora migliore no?

[Livio Orsini]

2 ore fa, Mister_X_ ha scritto:

la situazione dovrebbe essere ancora migliore no?

 

Aumentare la potenza non porta alcun beneficio alla frenatura.

Montata la resistenza di valore minimo si ottiene il massimo della possibilità per la dissipazione dell'energia di rigenerazione. Non devi confondere la capacità di dissipazione della potenza del resistore con l'effettiva potenza elettrica dissipata.

Ti chiarisco con un esempio.

Se montando un resitore da 170 ohm la massima corrente termica è, per esempio 2A, questo resistore dovrà dissipare P = R*I² = 170*4=680W.

Montando un resistore da 700W raggiungera una temperatura, approssimativamente di 120°C, montandone una da 1500W la temperatura durante la frenatura potrà raggiungere circa 40°C. Però la rapidità di frenata non cambia.

 

 

[Mister_X_]

Ho capito.

 

La cosa strana a questo punto è che avendo montato una resistenza con valore quasi al minimo richiesto, non ho visto nessun risultato evidente 

[Livio Orsini]

11 minuti fa, Mister_X_ ha scritto:

La cosa strana a questo punto è che avendo montato una resistenza con valore quasi al minimo richiesto, non ho visto nessun risultato evidente 

 

Quale è il minimo valore di rampa di decelerazione che riesci ad impostare senza che l'inverter vada in allarme per sovra tensione suil DC Bus?

[Mister_X_]

52 minutes ago, Livio Orsini said:

 

Quale è il minimo valore di rampa di decelerazione che riesci ad impostare senza che l'inverter vada in allarme per sovra tensione suil DC Bus?

L’ho portata anche a 0 ma mai un errore 

[Livio Orsini]

Vediamo se ho capito.

Hai messo la rampa a zero, metti a zero istantaneamente il riferimento di velocità e l'inverter non va in allarme ma il rallentamento non è istantaneo.

E così?

 

Se è così significa che il tuo motore non ha sufficiente coppia per quello che intendi fare.

E come il gioco dell'oca si torna all'inizio.

Invece di farti tutte queste elucubrazioni sul valore del resistore di frenatura dovresti fare il calcolo del momento d'inerzia riportato all'albero motore.

In base al momento d'inerzia ed alla coppia che sviluppa il tuo motore si stabilisce quale può essere il valore massimo dia ccelerazione positiva e negativa.

 

Non si possono disattendere le leggi della fisica.

[Mister_X_]

Si è così, anche in manuale quando vado a togliere il comando/analogica la navetta ci mette un po’ a fermarsi, chiaramente più veloce è e più secondi ci mette 

 

Ad ogni modo non ho le conoscenze per fare quei calcoli, fortunatamente per questa applicazione l’errore è più che sufficiente 

Ho già chiesto si progettisti di aumentare la riduzione nel prossimo impianto in modo da farla andare più piano (in queste condizioni già a 60 hz siamo troppo veloci) quindi credo che miglioreremo la situazione

Il mio dubbio era dato soprattutto dalle dichiarazione del rappresentante, che quasi mi ha dato dell’idiota nel sapere che il mio inverter con resistenza non fermava il motore, a differenza dei suoi…

 

Grazie mille per tutti i consigli 

[Livio Orsini]

3 minuti fa, Mister_X_ ha scritto:

Il mio dubbio era dato soprattutto dalle dichiarazione del rappresentante, che quasi mi ha dato dell’idiota nel sapere che il mio inverter con resistenza non fermava il motore, a differenza dei suoi…

 

Puoi sempre fargli fare una prova: monta un suo inverter di pari potenza del tuo, lo colleghi al tuo motore e vedi in quanto ferma. potrebbe anche essere che il tuo inverter è una ciofeca.

io ho sempre lavorato solo con inverter di costruttori di cui mi fido (Yaskawa, Mitsubishi, ABB, Toshiba, Hitachi...e qualche altro anche Italiano).

[Mister_X_]

2 hours ago, Livio Orsini said:

 

Puoi sempre fargli fare una prova: monta un suo inverter di pari potenza del tuo, lo colleghi al tuo motore e vedi in quanto ferma. potrebbe anche essere che il tuo inverter è una ciofeca.

io ho sempre lavorato solo con inverter di costruttori di cui mi fido (Yaskawa, Mitsubishi, ABB, Toshiba, Hitachi...e qualche altro anche Italiano).

Si diciamo che la marca che uso non ə molto conosciuta e rinomata

Devo capire se mi permette di fare questa prova 

Ciò che ho proposto più volte era di fare con un brushless ma i progettisti preferiscono continuare con i soliti progetti 

[Roberto Gioachin]

Il 1/5/2022 alle 15:47 , Ctec ha scritto:

Per esempio, noto che di default la corrente di frenatura è 0.0%, cioè disattivata...

Non è che come dice Ctec è rimasta disattivata la corrente di frenatura? 

Inoltre non devi mai impostare la rampa a zero perché in questo caso la frenatura verrebbe disattivata, infatti con la rampa a zero succede che l'inverter decelera molto velocemente ma la corrente di rigenerazione non fa a tempo ad alzare la tensione del DC-Bus al punto da generare un allarme, ma nel frattempo l'inverter ha già disattivato il segnale di RUN ed il motore quindi continua a girare per inerzia.

[Mister_X_]

45 minutes ago, Roberto Gioachin said:

Non è che come dice Ctec è rimasta disattivata la corrente di frenatura? 

Inoltre non devi mai impostare la rampa a zero perché in questo caso la frenatura verrebbe disattivata, infatti con la rampa a zero succede che l'inverter decelera molto velocemente ma la corrente di rigenerazione non fa a tempo ad alzare la tensione del DC-Bus al punto da generare un allarme, ma nel frattempo l'inverter ha già disattivato il segnale di RUN ed il motore quindi continua a girare per inerzia.

Controllerò ancora quei parametri.

Ma secondo te quanto dovrei mettere come tempo decelerazione?

Grazie 

[Livio Orsini]

10 ore fa, Mister_X_ ha scritto:

Ma secondo te quanto dovrei mettere come tempo decelerazione?

Parti con un valore alto poi scendi a piccoli passi sino a quando va in allarme.

Ovviamente calcolandosi il valore del momento di inezia riportato all'alberoci si potrebbe calcolare la massima ccelerazione teorica.

 

11 ore fa, Roberto Gioachin ha scritto:

ma nel frattempo l'inverter ha già disattivato il segnale di RUN ed il motore quindi continua a girare per inerzia.

 

Dovrebbe comunque notare l'allarme per sovratensione ed anche vedere che la decelerazione è lunga. L'errore di posizione dovrebbe essere un po' più di quello che rileva attualmente.

 

Da tutto quanto scritto sino ad ora mi sembra di capire che forse la coppia erogata dal motore non sia sufficiente per ottenere la prestazione che vorrebbe.