Рекомендации по кабелю для тормозного резистора привода

[hardwareprojectspro]

Добры день,
подскажите есть ли какие-то рекомендации по выбору кабеля для тормозного резистора (который подключается к приводу),
сечение кабеля, тип изоляции и т.п.
Например, есть привод по подъем крана
Altivar 930 (ATV930D90N4) ND/HD, 380...480V/90/75kW, 173/145A (Normal duty/Heavy duty ),
согласно рекомендациям на этот привод производитель (Schneider Electric) рекомендуют использовать два (параллельно) тормозных резистора VW3A7754 10Ω/19kW
вопрос какой кабель (сечение, тип изоляции) "лучше/можно" использовать для каждого резистора (длина кабеля от привода до резистора 10 м.).
Какой максимальный ток будет на резисторе?

Какое максимальное DC напряжение будет на резисторе?

Можно ли просто взять DC напряжение (напр., 400V) и поделить на сопротивление резистора 10 Ом 400/10 = 40A,
кабель 4x6 достаточно для такого резистора?

можно ли использовать стандартный кабель NYY-J (Lapp)
Стандартный кабель для прокладки в землю для многостороннего
применения 0,6/1,0 кВ альтернатива монтажному ПВХ кабелю NYM

На сайте Schneider Electric есть такая рекомендация...
What would the recommended cable size be
for connecting the dynamic braking resistor?
When sizing the cable to be connected between the drive and the braking resistor is it simply a
matter of taking the drives Max DC bus level and dividing it by the brake resistor value to
determine the current through the resistor . 
The bus voltage divided by the ohm rating of the resistor will give you the maximum current draw.
Also , when the circuit is very noisy , it is best to use shielded cable if you have noise concerns.

[Jackson]

Так ведь сам шнайдер пишет:
1. Поделите макс.напряжение на R - вот Вам и ток., по нему определять кабель.
2. Желательно этот кабель иметь экранированным.

[Ryzhij]

Какое максимальное DC напряжение будет на резисторе?

Можно ли просто взять DC напряжение (напр., 400V) и поделить на сопротивление резистора 10 Ом 400/10 = 40A,
кабель 4x6 достаточно для такого резистора?

Вобщем-то Шнайдер именно это и пишет. Максимальное напряжение DC-шины - это паспортный параметр частотника, за которым он строго следит. Типовое значение - 640 VDC.
Будет намёк на превышение - частотник уйдёт в защиту, прекратит динамическое торможение, включит свободный выбег. И тут уж наложение механического тормоза становится уже проблемой конструктора машины.
В параметрах частотника можно забить пороговое значение напряжения для открытия тормозного ключа не выше максимального.
Энергия механизма при динамическом торможении должна рассеяться на тормозном резисторе. И мощность в этих цепях зависит всё это от ускорения при торможении (от крутизны спада рампы), т.е. от того, как быстро мы желаем затормозить наш механизм.

[OlegM]

10 м что-то многовато. Сейчас точно не помню где, но встречалась рекомендация делать это расстояние как можно меньше. И у нормальных производителей оборудования этот кабель экранированный.

[Jackson]

Сейчас точно не помню где, но встречалась рекомендация делать это расстояние как можно меньше. И у нормальных производителей оборудования этот кабель экранированный.

В вышеприведённой цитате это и сказано. Но "как можно короче" не означает что 10 метров - это много.

[OlegM]

В вышеприведённой цитате это и сказано. Но "как можно короче" не означает что 10 метров - это много.

В вышеприведённой цитате ничего не сказано про длину кабеля.

[Михайло]

согласно рекомендациям на этот привод производитель (Schneider Electric) рекомендуют использовать два (параллельно) тормозных резистора VW3A7754 10Ω/19kW

Не может быть никаких рекомендаций от производителя для привода. Нужно знать свою задачу и в ней высчитать мощность торможения, длительность режима и т.п. В большинстве случаев тормозные резисторы не нужны.
Однако производители, действительно, немного "знают" о наших типовых задачах и уже подобрали типовые резисторные сборки, которые можно соединять последовательно/параллельно - удваивая, учетверяя мощность; удваивая, уменьшая вдвое сопротивление. Единственное, что реально могут советовать производители для абстрактной задачи - это Rmin - минимальное общее сопротивление резисторной сборки.
Вы можете удовлетворить требованию Rmin, но при этом у вас резистор сгорит вместе со всем шкафом (если вы еще проигнорируете требование контроля перегрева и отключения ПЧ при перегреве резистора). Даже если резистор не сгорит, но тогда будет срабатывать защита по перегреву. Либо у вас будет стоять целая группа резисторов в шкафу, но она не будет использоваться по мощности. Короче, никакой производитель не знает, сколько энергии у вас рекуперируется и как длительно, мощность рекуперации не всегда связана с мощностью ПЧ. Одно известно только, что, как правило, ПЧ может рекуперировать максимум свою мощность.
Короче, расчет мощности привода и расчет мощности рекуперации не всегда одинаковы, вы может получить разные значения и вполне вероятно, что какой-то электропоезд будет разгоняться медленно - мощность привода будет невысокая, но тормозить надо быстро, это значит, мощность рекуперации потребуется выше, чем мощность привода, но тут надо смотреть, режим S1, S2, S3 или еще какой-то...

Одним словом, попробуйте вычислить мощность резисторов для вашей задачи. Учитывайте, что после торможения какой-нибудь тележки на горизонтальной поверхности происходит торможение, нагрев небольших резисторов, а затем они могут остывать несколько минут. А если у вас лифт или скиповый подъемник, то при спуске резисторы могут греться несколько минут, т.е. почти длительно. Типовые резисторы рассчитаны обычно на 25% или 50%, это значит их параллельно/последовательные соединения позволяют достичь 100% мощности ПЧ.

Кабели - это тот же кусок металла, что и тормозной резистор, но хуже греется и лучше охлаждается. Если резистор держит перегрузки по току 10-20 крат, то и кабель справится. Только подберите кабель на 1000 В постоянного тока, а то там напряжение до 900 В доходит...

[Jackson]

В вышеприведённой цитате ничего не сказано про длину кабеля

Извиняюсь, другой каталог был открыт. Действительно не сказано.

Тогда тем более - какие проблемы с длиной?

Не может быть никаких рекомендаций от производителя для привода.

Ну здрасти. Полно этих рекомендаций. Не очень давно автомат для Сименса обсуждали - например.

Здесь производитель их написал по этому поводу. Сечение и марку не упомянул - выбирайте, значит, сами. Хотя в любом случае все самим можно и нужно выбрать. Так что конкретно здесь - вопрос по-моему решён. По напряжению и сопротивлению ток, по току и условиям прокладки - кабель. Вот и всё. Режим работы сами смотрите, повторно-кратковременный. И кабель экранированный - длина большая, хорошая передающая антенна получится, будет все помехи транслировать.

Не тот вопрос, чтобы усложнять.

Отправлено спустя 16 минут 34 секунды:
Заметка на полях. Не просчитайтесь с самим резистором по мощности и нагреву. Резистор будет греться, значит будут греться и точки присоединения Вашего кабеля к нему. Нагрев-охлаждение, и так постоянно. Во-первых, выбрать соединение понадёжнее чтобы не ослабло от такого цикла. Контакт получше. Во-вторых, класс температуры кабеля побольше чтобы изоляция рядом с резистором не состарилась слишком быстро.
И регулярное ТО этого узла - проверить, не ослаб ли контакт, не отгорает ли там чего. Можно даже промежуточное соединение придумать в виде коробки - чтобы по старости заменить только короткий кусок от коробки до резистора, а не весь кабель наращивать. Было подобное, именно так и сделали - оказалось правильно сделали (У нашей "печки" режим работы был длительный, принудительное охлаждение предусмотрели, но однажды "печку" просто забыли выключить. Страшного ничего не случилось, но изоляция на проводах попортилась. Заменили короткий кусок этих проводов, а основной фидер нетронут остался).

[Ryzhij]

а то там напряжение до 900 В доходит...

Это если ПЧ рассчитан на такое напряжение шины постоянного тока. Обычно защита срабатывает раньше.

Отправлено спустя 3 минуты 40 секунд:

Сечение и марку не упомянул - выбирайте, значит, сами. Хотя в любом случае все самим можно и нужно выбрать.

Полезно помнить про ограничения - мощность торможения не может быть выше мощности электродвигателя. Особенно, если он без принудительного охлаждения.

[Jackson]

Полезно помнить про ограничения - мощность торможения не может быть выше мощности электродвигателя

Точно!
А при торможении гармонических искажений в том, что будет послано в резистор нет (я не знаю - я спрашиваю)?

[Ryzhij]

А при торможении гармонических искажений в том, что будет послано в резистор нет (я не знаю - я спрашиваю)?

Тормозной ключ сбрасывает избыток энергии на резистор с шины постоянного тока (DC-bus) ПЧ. По факту там постоянное напряжение с пульсациями, как на конденсаторе после выпрямителя.
Если в установке несколько ПЧ, то их часто объединяют по шине DC, чтобы энергия торможения одного ПЧ расходовалась на двигателях других частотников, а не впустую грела резисторные сборки.
Поэтому особого смысла говорить о гармониках не вижу, хотя тормозной ключ фактически "жужжит", работая в режиме ключевого стабилизатора напряжения на шине DC.
И да, по этой причине кабель к тормозному резистору является источником мощных помех.

[Jackson]

И да, по этой причине кабель к тормозному резистору является источником мощных помех.

Я только с этой точки зрения и хотел уточнить. Спасибо!

[hardwareprojectspro]

И да, по этой причине кабель к тормозному резистору является источником мощных помех.

по поводу помех...на этот кран (три привода на передвижение) мы планируем установить радуоуправление...
думаю что ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно прописать тогда что кабель на резисторы должен быть экранированным.

[Михайло]

А при торможении гармонических искажений в том, что будет послано в резистор нет

Там же в тормозном блоке ПЧ стоит силовой ключ, который сбрасывает излишек энергии в постоянном переключении (открыт, закрыт). Частоту переключения не знаю, но там грязь еще та!

[hardwareprojectspro]

1. Поделите макс.напряжение на R - вот Вам и ток., по нему определять кабель.

Максимальное напряжение DC-шины - это паспортный параметр частотника, за которым он строго следит. Типовое значение - 640 VDC.

Получается для нашего резистора VW3A7754 10Ω/19kW ток будет 19 000 Вт/640 V DC ~ 30A.
для медного кабеля сечением 6мм2 допустимый ток ~42A.
Можно брать кабель 6мм2?

[Ryzhij]

А двигатель какой мощности?

[Универсал]

А не 640В/10 Ом=64А ?

[Jackson]

Можно брать кабель 6мм2?

мощность торможения не может быть выше мощности электродвигателя.

Берите больше. Выше же писали про гармонические искажения. Я бы посчитал по мощности двигателя, сравнил с этой цифрой (U/R), выбрал бОльшую и взял сечение на 1 ступень ещё больше. Да, это возможно избыточно, но я сделал бы так.

Помним про условия прокладки и температуры - они снижают допустимый длительный ток на сечение, в ПУЭ это есть.

Отправлено спустя 5 минут 35 секунд:
Или проще, какой кабель на двигатель - такой и на резистор. Только на двигатель его еще надо выбрать правильно.

[Ryzhij]

Или проще, какой кабель на двигатель - такой и на резистор. Только на двигатель его еще надо выбрать правильно.

Какая максимальная мощность на двигатель, такая же и на тормозной резистор. Не больше. ЧРП все равно не позволит.
На двигатель энергия идет по трем проводам, а на резистор сбрасывается по двум. Форма тока примерно одинакова, ключи работают на все ту же шину постоянного тока.
Грубо говоря, сечение проводов на резистор должно быть в полтора раза больше, чем на двигатель.

[Михайло]

Получается для нашего резистора VW3A7754 10Ω/19kW ток будет 19 000 Вт/640 V DC ~ 30A.
для медного кабеля сечением 6мм2 допустимый ток ~42A.

Я смотрю по каталогу, что 19 кВт - это режим ПВ45% (54 сек при цикле 120 сек). А для кабелей используются таблицы ПВ100%. Другой нюанс - я бы рассчитывал режим при Udc=560 В, так как он потяжелее.
Ну и в итоге, выбранный вами кабель вполне годен.

Но это не значит, что резистор с кабелем годны для режима торможения вашей установки. Обязательно используйте термоконтакт для защиты резистора от перегрева.

Отправлено спустя 3 минуты 41 секунду:

А не 640В/10 Ом=64А ?

Если тормозного резистора ПВ45%, 19 кВт достаточно, то необязательно рассчитывать все на 38 кВт ПВ100%, как это возможно в самом тяжелом случае торможения.

Отправлено спустя 9 минут 38 секунд:
Можно 4 кв.мм сечение выбрать. А если аккуратно учесть ПВ, то и вовсе 2,5 кв.мм сойдет, но это неточно.

[Jackson]

Можно 4 кв.мм сечение выбрать. А если аккуратно учесть ПВ, то и вовсе 2,5 кв.мм сойдет, но это неточно

Про искажения не забудем. Токи высоких гармоник бегут по поверхности проводника, а не на всю глубину. Поэтому увеличивают сечение чтобы увеличить наружную площадь. Эффект поверхностного вытеснения тока. Погуглите (если кто не в курсе).

Не надо уменьшать сечение.

Поэтому кабели под частотники производители рекомендует с большим запасом брать.

[Ryzhij]

Поэтому увеличивают сечение чтобы увеличить наружную площадь. Эффект поверхностного вытеснения тока. Погуглите (если кто не в курсе).

Именно поэтому рекомендуется кабель с многожильными проводниками. Это гораздо эффективнее увеличивает площадь под скин-эффект.

[Михайло]

Скин-эффект? А какая частота ШИМ? Тут же вам не инвертор 2-16 кГц, а DC/DC-преобразователь.

[Ryzhij]

Верхняя частота спектра определяется не столько периодом заполнения, сколько крутизной фронтов и спадов. И потом, если речь о кабеле на тормозной резистор, то надо просто решить, где мы будем рассеивать мощность получившихся гармоник - на кабеле или на самом резисторе?

[SoulJa]

Какой максимальный ток будет на резисторе?

Какое максимальное DC напряжение будет на резисторе?

Можно ли просто взять DC напряжение (напр., 400V) и поделить на сопротивление резистора 10 Ом 400/10 = 40A,
кабель 4x6 достаточно для такого резистора?

1. Imax=Umax/R
2. Это среднее значение сигнала в определенный промежуток времени. Если не ошибаюсь высчитывается по формуле X=1/T(интеграл от нуля до тау)x(t)dt
3.

Вобщем-то Шнайдер именно это и пишет. Максимальное напряжение DC-шины - это паспортный параметр частотника, за которым он строго следит. Типовое значение - 640 VDC.
Будет намёк на превышение - частотник уйдёт в защиту, прекратит динамическое торможение, включит свободный выбег. И тут уж наложение механического тормоза становится уже проблемой конструктора машины.

Лучше я не скажу)