Bremswiderstand

BremswiderstandBremswiderstände sind bei vielen elektrisch betriebenen Maschinen von großer Wichtigkeit. Diese dienen dem Schutz des Fahrmotors und werden während des Anfahrens aktiviert. Der Bremswiderstand wird eingebaut, um im Motor eine Begrenzung des Stroms zu erwirken. Dadurch soll das Maß der elektrischen Aktivität reguliert und somit auch der Motor geschont werden. Die Regulierung erfolgt mit Hilfe eines so genannten Fahrschalters. Aus diesem Grund werden jene Bremswiderstände mitunter auch als Anfahrwiderstand bezeichnet. Bei Generatoren sorgt jene Form von Widerständen auch für den benötigten Schutz vor einer überhöhten Spannung durch die Induktion. Zeitgleich wird durch den Strom die Drehzahl verringert, was zu einer Bremsung des Fahrzeugs führt.

Anfahrwiderstände

Bei der Montage von Anfahrwiderständen verhält sich die Sache ganz ähnlich. Hierbei wird der Bremswiderstand jedoch am Dach befestigt. Dadurch wird die entstehende Wärme abgeführt und somit für eine ausreichende Kühlung gesorgt. Bei einigen Arten von Triebfahrzeugen wird eine gleiche Gruppe von Anfahrwiderständen im Fahrgastraum angeordnet. Jene Bremswiderstände dienen, in erster Linie, im Winter als Heizraum, so dass für die entsprechende Wärme gesorgt wird. Moderne Fahrzeuge verfügen allerdings, zum Unterbringen von Bremswiderständen, bereits über einen Wärmetauscher. Dieser hat den Vorteil, dass die Regulierung der Temperatur den Bremsvorgang nicht beeinflusst.

Frequenzumrichter und Bremswiderstand

In der Forschung wird schon seit längerer Zeit daran gearbeitet, den Bremswiderstand zu steigern und somit bessere Werte zu erzielen. Aus diesem Grund kommen, in der heutigen Zeit, zumeist Frequenzumrichter und Leistungseinsteller zum Einsatz. Mit ersterem lässt sich eine veränderbare Spannung erzeugen, während zweites eine Regulierung der maximal möglichen Leistung erlaubt. Hierbei kommt, in der Regel, ein so genannter Thyristorsteller zum Einsatz. Eine größere Begrenzung des Stroms wird außerdem erreicht, wenn dem Versorgungsnetz kürzere Impulse entnommen werden. Bei der anschließenden Bremsung erfolgt eine Rückspeisung, welche im Versorgungsnetz vorgenommen wird. Bei der Anwendung elektromotorischer Bremsen sind ebenfalls Bremswiderstände vorhanden. Diese stellen einen großen Vorteil dar, da sie auch bei Verbindungsproblemen mit dem Hauptnetz eine sichere Bremsung möglich machen.

Damit die Anwendung des Bremswiderstands einwandfrei funktioniert, müssen jedoch einige Kriterien erfüllt werden. Von großer Wichtigkeit ist hierbei ein ungehinderter Zutritt von kühler Luft. Des Weiteren sollte die erwärmte Luft ebenfalls problemlos abströmen können. Außerdem sollte die Umgebung, im Zweifelsfall, entsprechend gekühlt werden, da diese keine höheren Temperaturen als 40° C aufweisen darf. Diese Kriterien sind in jedem Fall einzuhalten, da es ansonsten zu einer Beschädigung des Bremswiderstandes und der Bauteile kommen kann. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Bremswiderstand, zum reibungslosen Betrieb von Maschinen, einen großen Beitrag leistet.

Bremswiderstandsleistung

Berechnung anhand eines 55 kW Umrichters:

P = Q * Kc = 55 kW * 20 % = 11 kW

Q=Motorleistung
Kc= Verhältnis der Energierückgewinnung während des Motorbetriebs (Abhängig von der Last)

Einige wichtige Kc Werte:

Zentrifuge 05%-20%
Aufzüge 10%-15%
Kräne (<100m) 20%-40%
Bohrfeldpumpe 10%-20%
Andere 10%

Widerstandswert

R = 2 * U / I = 2 * 670 V / 110 A = 12 Ohm

U=Arbeitsspannung während des Bremsvorgangs (Zwischenkreisspannung)
I=Arbeitsstrom während des Bremsvorgangs

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