Flux frenleme (akı frenlemesi), bu işlevi destekleyen bir hız kontrol cihazının motorun manyetik akısını artırarak yavaşlamaya yardımcı olmasıdır. Hareket enerjisinin bir bölümü elektrik motoru içindeki kayıplar üzerinden ısıya dönüşür. Flux frenleme tek başına şebekeye enerji geri kazandırmaz.

Flux frenleme nasıl çalışır?

Sürücü, yavaşlama sırasında mıknatıslama akımını ve akıyı yükseltir; artan motor kayıpları, sistemin fren torku üretme kapasitesine katkı sağlar. Kontrollü yavaşlama elde edilmesi motorun, sürücünün ve yükün sınırlarına bağlıdır.

Doğrudan tork kontrolü (DTC) ile akı ve tork doğrudan yönetilebilir. Ancak flux frenleme yalnızca DTC'ye özgü değildir; uygun vektör kontrollü sürücülerde de bulunabilir. Flux vektör kontrol ifadesini görmek, cihazın bu frenleme işlevini mutlaka desteklediği anlamına gelmez; modelin kullanım kılavuzu belirleyicidir.

Diğer frenleme yöntemlerinden farkı

DC enjeksiyon frenlemesinde motor sargılarına doğru akım uygulanır. DC frenleme ile flux frenlemenin kontrol biçimleri farklıdır; flux frenlemede sürücü motor kontrolünü sürdürerek yeniden hızlanmaya geçebilir.

Dirençli frenlemede, motorun sürücünün DC barasına aktardığı enerji fren kıyıcısı üzerinden fren direncinde ısıya çevrilir. Şebekeye geri beslemeli frenlemede ise uygun güç donanımı rejeneratif enerjiyi şebekeye aktarır. Flux frenlemede ek ısıl yük motorun içindedir.

Küçük motorlarda neden daha kullanışlı olabilir?

Düşük güçlü motorlarda, anma akımına göre sargı direncinin etkisi görece büyük olabilir. Basit bir direnç kaybı ilişkisi P = I² × R'dir: aynı akımda direnç arttığında ısıya dönüşen güç artar. Bu yüzden “direnç yükseldikçe flux frenleme gücü azalır” şeklinde genel bir kural kurulamaz. Kullanılabilir frenleme gücü; akım sınırı, hız, motor yapısı ve ısıl kapasite ile birlikte değerlendirilir. Küçük motor olması da tek başına yeterlilik garantisi değildir.

Örnek: Aynı motor, farklı duruş ihtiyacı

Motora indirgenmiş toplam ataletin 0,08 kg·m², başlangıç hızının 1.500 dev/dak olduğunu varsayalım. Yalnızca dönme enerjisi için E = ½ × J × ω² ve ω = 2π × n / 60 kullanılır. Başlangıçtaki enerji yaklaşık 987 joule olur.

Bu sistemi iki saniyede durdurmak, yaklaşık 494 W ortalama enerji uzaklaştırma gerektirir. On saniyede durdurmak için ortalama değer yaklaşık 99 W'tır. Bunlar flux frenleme kapasitesi veya sürücü seçimi değerleri değildir; sürtünme, yükün yaptığı iş ve diğer kayıplar hesaba katılmamıştır. Örnek, aynı motorun neden farklı rampa sürelerinde farklı frenleme ihtiyacı doğurduğunu gösterir.

Duruşu iki saniyeden on saniyeye uzatmak uzaklaştırılacak toplam enerjiyi değiştirmez; enerjinin hangi sürede uzaklaştırıldığını değiştirir. Her on saniyede bir tekrarlanan bu örnek duruşun çevrime yayılmış enerji karşılığı yaklaşık 99 W, dakikada bir tekrarlananınki yaklaşık 16 W'tır. Bu değerler motorun gerçek ek ısınması değildir; aynı duruşun sık tekrarlanmasının neden ayrıca değerlendirilmesi gerektiğini anlatır.

Ayar ve saha kontrolünde nelere bakılır?

Motor etiket verileri, özellikle motor anma akımı, doğru girilmeli; gerekiyorsa üreticinin auto-tuning işlemi uygulanmalıdır. Kalkış ve duruş zamanı ile stop modu birlikte kontrol edilmelidir: serbest duruş seçiliyken aktif frenlemeli rampa duruşu beklenmez.

Akım ve sıcaklık sınırları korunmalıdır. Akım sınırlandırmasını veya motor aşırı yük korumasını kaldırarak kısa duruş elde etmeye çalışmak doğru değildir. Uygun motorlarda PTC sıcaklık sensörü ile sargı sıcaklığı da izlenebilir. İlk duruşun başarılı olması, art arda duruşların da uygun olacağını kanıtlamaz.

Frenleme seviyesi modelden modele değişir. Örneğin ABB ACS580 Rev E kılavuzunda 97.05 Flux braking için kapalı, orta ve tam seçenekleri vardır. Bu numara başka sürücülere taşınmamalıdır. Tam seviye, tekrarlı kullanımda daha fazla motor ısınmasına yol açabilir.