Frenleme direnci nedir?

Fren direnci dirençlerin ısıyı dağıtma özelliği kullanılarak, mekanik bir sistemi yavaşlatmak için kullanılabilir. Bu sürece dinamik frenleme denir ve böyle bir direnç dinamik frenleme direnci olarak adlandırılır. Bir elektrik motorunu yavaşlatmak için kinetik enerji tekrar elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu enerji, bir güç direnci kullanılarak ısı yoluyla dağıtılır. Dinamik frenleme reostatik ve rejeneratif olabilir. Reostatik frenlemede enerji, bir dirençte ısı olarak dağıtılır. Rejeneratif frenlemede, elektrik gücü sisteme geri beslenir. Son seçeneğin genellikle daha yüksek bir maliyeti vardır. 

Direnç teknolojisi

Fren dirençleri nispeten düşük omik değerlere ve yüksek güç oranına sahiptir. Bu nedenle, tel sargılı direnç popüler bir çözümdür. Genellikle seramik bir çekirdeğe sahiptirler ve tamamen kaynaklıdırlar. Diğer parçalara güvenli bir mesafe oluşturmak için genellikle bir çerçeve içine alınırlar. Dağıtım kapasitesini artırmak için, çerçeveler genellikle soğutma kanatçıkları, fanlar ve hatta su soğutma ile çalıştırılır.

Değişken frekanslı sürücüler için fren dirençleri

Fren dirençleri, motor hızının değişken frekanslı sürücü (VFD) tarafından ayarlanan hızı aştığı veya hızlı yavaşlamanın gerekli olduğu uygulamalar için kullanılır. Arttırılmış torkta kontrollü frenleme sağlayabilirler. Motorun dönüş hızı VFD'den gelen senkron hızı aşarsa, bir jeneratör görevi görür. Enerji fazlası VFD'ye beslenecek ve DC barasındaki voltajı artıracaktır. Motor ve sürücü arasındaki hız farkı ne kadar büyükse, o kadar fazla enerji geri beslenecektir. Bir fren direncinin doğru boyutlandırılması önemlidir. Bir direncin omik değeri ne kadar düşükse, motoru o kadar hızlı durdurabilir ve daha fazla ısı üretir. Bunu telafi etmek için, direnç daha büyük olmalı veya bir soğutucu kullanmalıdır. Direnç aralığı genellikle minimum bir değerle (aşırı akımı önlemek için) ve maksimum bir değerle (düşük güç dağıtımı kapasitesi için) sınırlıdır.

Kullanılan sürücü markasına göre direnç minumum omajları katalog değerleri olarak verilmektedir. Frenleme için eğer doğru direnç omajı seçilmezse sürücü IGBT ünitesi arızalanabilir. Bu da sürücünün bir daha kullanılamayacak derecede arızalanması demektir. Ayrıca katalogda belirtilen minumum omaj değerinin altında direnç değeri belirlenmemelidir. Direnç gücü motorun frenleme süresine göre seçilmelidir. Örneğin vinç sistemlerinde indirme süresi uzun ise motor sürekli jeneratör gibi çalışacağı dan kullanılan direncin de aşırı ısınmasını engelleyecek yüksek güçte seçilmesi önemlidir.

Ek olarak direnç iç bağlantısının yüksek ısıdan veya darbeden kopması nedeniyle toprak ile temas etmesi de sürücü IGBT ünitesi arızası oluşmasına neden olacaktır. 

Alüminyum kasalı frenleme direnci

Paslanamaz telden elde edilen direnç, yüzey alanı arttırılmış, ısı iletim katsayısı çok yüksek olan bir alüminyum kasa içerisine koyulmuştur. Direnç malzemesi ile kasa arası ise ısı iletimi ve elektriksel yalıtımı yüksek bir malzeme ile doldurulmuştur.

Galvaniz sac kasa frenleme direnci

Sac kutulu tip frenleme dirençleri imalatında “Yay Direnç”, “Kenar Sarım Direnç” ve “Izgara (Plaka) Direnç” tipleri kullanılmaktadır. Bu direnç tipleri kutular içinde seri ya da paralel varyasyonlarla montajlanarak Frenleme Dirençlerini oluşturulur.

Yay direnç tipinde hazırlanan direnç elemanı sarmal şeklindeki yapısı gereği kısa süreli aşırı yüklenmeler için çok uygundur. Isınan tel kendi içerisinde yaylanarak genleşmeleri absorbe eder ve çok kısa sürede soğuyarak eski konumuna döner. Bu özelliği ile yay direnç, özellikle frenleme direnci uygulamalarında güvenli ve uzun ömürlü bir kullanım sağlar.

Kenar Sarım (Edgewound) direnç tipinde, direnç elemanı paslanmaz şerit levha şeklindedir. Bu şerit levha elektroseramik bir gövde üzerine dikine sarılır. Levhanın kesitinin fazla olması, yapısından dolayı çabuk soğuyabilmesi gibi özelliklerinden, yüksek güçlü ve düşük ohmajlı frenleme dirençlerinde daha optimum çözümler sunar.

Plaka dirençler istenilen akım yoğunluğuna göre özel olarak tasarlanan paslanmaz çelik ızgara tipi dirençlerin seri ya da paralel bağlanması ile istenilen güç ve direnç değerinde bloklar halinde imal edilir. Genel olarak yüksek güçlü ve düşük ohmajlı uygulamalarda kullanılır