Frenleme Direnci Nedir? Fren Direnci

Frenleme direnci, fren direnci

Frenleme direnci nedir? Fren direnci nedir?

Elektrik motorlarının çabuk durması veya normal hıza inmesi istendiği zaman, hız değiştiricinin (inverter) fren terminallerine uygun omik ve watt değerde direnç bağlanarak, motor tarafından üretilen enerji inverter de doğru akıma çevrilip frenleme direnci üzerinden ısıya dönüştürülür.

Asenkron motor tarafından üretilen enerji inverter de doğru akıma çevrilir. Frenleme direnci üzerinden ısıya dönüştürülür. Frenleme direnci hız kontrol cihazında DC bara voltajının yükselmesini önlemek için kullanılan omik bir yüktür.

AC motorların inverter ile kontrolünde kısa süre içinde durmasını sağlamak için frenleme direnci  kullanılır. İnverterin gücüne ve kullanım yerine uygun olarak çeşitli güçlerde (watt) ve değerde (ohm) üretimi yapılır. Alüminyum dış kılıfı sayesinde kolay ve hızlı ısı dağılımı sağlar. Elektrikli oda ısıtıcısı , fırınlardaki rezistans, ütü rezistansı omik yük için birer örnektir. Daha uzun ömürlü, özel yapılı dinamik rezistanslar da vardır. Üretici firmalar tarafından isteğe bağlı olarak, istenilen watt ve ohm değerlerinde direnç imal edilebilmektedir.

Neden Frenleme Direnci Kullanılmalıdır?

Enerjisi kesilen motor durması istense de, motorun ataleti fazla ise o anda sahip olduğu kinetik enerji sayesinde motor (rotor) dönmesini bir süre daha sürdürür. Motor dönmeyi sürdürdüğü için motor bir generatör gibi çalışarak şebekeyi besler.

Generatör gibi çalışma süresinin kısa tutulması ve ters yönde üretilen bu enerjinin ısıya dönüştürülmesi gerekir. İnverter motorun enerjisini keser. Generatör gibi çalışan bu enerjiyi DC’ ye çevirip, frenleme direnci terminallerine bağlı olan, uygun güç ve ohm daki frenleme direncine aktarır. Bu duruma “Jeneratif mod” denilebilir.

Bu durumda dikkat edilmesi gereken iki önemli konu  vardır. Frenleme direncinin ohm’ u, inverterin kataloğunda yazılan değerden az olmamalıdır. Yazılan katalog değerinden fazla olur ise frenleme zamanı uzar. Frenleme direncinin gücü, motorun kullanıldığı uygulamaya göre değişebilir. Bir motor kendi gücünden daha fazla enerji üretemeyeceği için, direncin gücünün de en fazla motor gücüne eşit olacağı da açıktır. İnverterler de DC bara voltajı yükseldiği zaman yüksek DC bara hatası verir.

Örneğin bir asansör uygulamasında, kabin aşağıya doğru yüklü giderken ağırlıkta aşağı doğru gider. Motorun çalıştığı yönde artı bir yardımcı kuvvet olacağı için Jeneratif modda çalışacaktır. Bu durumda inverterin DC bara voltajı yükselecektir. İnverter  yükselen Bu DC bara voltajını direnç üzerine yollar ve direnç üzerinde tüketilmesini sağlar. Böylece DC bara voltajı yükselmez.

Her marka inverterin kendine has ayrı direnç değerleri vardır. Örneğin “x” markasının 7.5 kw sürücüsüne takılacak değer 60 ohm ise “y” markasının aynı güçteki sürücüsüne takılacak değer 120 ohm olabilir.  Yalnız ohm değeri değil, Watt cinsinden dirençlerin güçleri de önemlidir. Dirençler de ise ağır şartlarda çalışma ve hafif şartlarda çalışma kavramı vardır. Bir matkap motoruna takılan direnç gücü ile (ohm olarak aynı olsa dahi) bir vinç motoruna bağlanan direnç gücü aynı olamaz.

İnverter firmalarının kullanım kılavuzunda, kullanılacak fren direnç değerleri ile ilgili açıklayıcı bir bölümü vardır. Frenleme direnç fiyatları da markaya ve imalatçı firmalara göre değişmektedir.

Frenleme Direnci Nasıl Yapılır?

Frenleme direnci yapımı; CrAl (krom alüminyum)  veya CrNi (krom nikel) iletken tel uygun formlarda seramik malzeme üzerine  izole edilerek yapılır. Uygun metal kutuların içerisine yerleştirilir. Metal kutuların içinde ısı oluşacağı için havalandırma delikleri açılır veya alüminyum tel soğutma özelliğine sahip olduğu için kapalı tip dirençlerde yapılabilir.

Krom Nikel (Cr-Ni) telden elde edilen frenleme direnci, ısı yayılımına uygun, soğutuculu alüminyum şeklinde imal edilmektedir. Yüksek ısıya dayanıklı magnezyum oksit kullanılarak kasa arası ısı transferi geçişi sağlanmaktadır. Alüminyum kapalı tip dirençler açık hava koşulları, toz ve suya karşı dayanıklıdır.

Çalışma ve Montaj

Frenleme direnci kullanımı esnasında oldukça ısınırlar. Aşırı kullanım sırasında tehlikeli sıcaklıklar (300-400 derece gibi) oluşabilir.  Bu nedenle montajı yapılacak olan  yerin ısıdan çok fazla etkilenmeyeceği bir yer olması gerekir. Mesela ahşap, plastik gibi yanıcı bir yüzeye monte edilirse yangın tehlikesi meydana getirebilir. Bu çok önemli bir husustur. Frenleme direnci ısındığında tehlike oluşturmayacak  şekilde montajı yapılmalıdır.

Kumanda panosunun üzerine frenleme direnci monte edildiğinde pano lüzumsuz yere ısınabilir. Bu nedenle pano içerisinde çalışan elektronik parçalar zarar görebilir. Parçalar zarar görmese bile   verimlilik düşebilir .

Soru: Frenleme Direnci Niçin Sürücünün İçinde Değilde Opsiyonel?

Ac drive sistemleri bir çok farklı uygulamalara göre standart üretilir. Frenleme dirençleri ise hacim olarak yerine göre sürücü kadar yer kaplamaktadır. Tam kapasite frenleme direnci sürücünün içine yerleştirilecek olursa sürücüler en az 2 kat daha büyük üretilmek zorunda kalır.

Not: Her marka invertörün kendine göre ayrı direnç değerleri vardır. “x” markasının 7.5 kw sürücüsüne takılacak değer 50 ohm ise “y” markasının aynı güçteki sürücüsüne takılacak değer  100 ohm olmaktadır. Sadece omh değeri üzerinden değil Watt cinsinden dirençlerin gücü de önemlidir.

Soru: Fren Dirençleri Isınır mı? 

Fren dirençleri inverterlerden daha fazla ısınır. Bu nedenle frenleme direnci imalatı yapılırken açık veya kapalı olarak imal edilir. Hızlı ve devamlı çalışan frenleme direnci seçimi yapılırken  soğutmalı veya
ızgara korumalı seçilmelidir. Elektrik sobasında olduğu gibi kızarabilir. Direnç çok ısınıyorsa fan takılarak soğutulabilir. İnverterden gerek duyulmadıkça fren parametreleri çok fazla açılmamalıdır. Parametreler çok fazla açılırsa direncin aşırı ısıtmasına neden olur.

Önemli Not: Fren direnci üzerinde  şebeke voltajının 1.7  katı kadar DC gerilim olur. Montaj sırasında düzgün yalıtılmış kablolama ve özellikle nem, rutubet vb gibi  hususlar  değerlendirerek montaj yeri tespit edilmelidir. Direnç üzerinde veya kabloların da meydan gelebilecek kısa devre veya toprak kaçağı sürücünün bozulmasına neden olabilir.