Definition und Funktion:
Ein Bremswiderstand (auch Bremschopper-Widerstand oder Bremswiderstandseinheit) ist eine elektrische Komponente, die in Verbindung mit Frequenzumrichtern oder Servoverstärkern eingesetzt wird, um überschüssige elektrische Energie, die beim Abbremsen eines Motors entsteht, in Wärme umzuwandeln und abzuleiten. Diese Energie entsteht, wenn der Motor als Generator arbeitet (generatorischer Betrieb).
Beim Abbremsen einer Masse (z.B. ein schweres Förderband, eine Spindel) wandelt der Motor die kinetische Energie der Last zurück in elektrische Energie. Diese Energie wird in den Zwischenkreis des Frequenzumrichters zurückgespeist. Ohne einen Bremswiderstand würde die Spannung im Zwischenkreis unzulässig ansteigen (Überspannung), was zur Abschaltung oder Beschädigung des Umrichters führen könnte.
Der Bremswiderstand wird über einen Bremschopper (eine Leistungselektronik im Umrichter) zugeschaltet, sobald die Zwischenkreisspannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Die überschüssige Energie wird dann im Widerstand in Wärme umgewandelt und an die Umgebung abgegeben.
Relevanz und Anwendungsbereiche:
Bremswiderstände sind kritisch für den sicheren und stabilen Betrieb von Antrieben, die häufig oder schnell abbremsen müssen:
- Schnelle Abbremsvorgänge: In Anwendungen mit hoher Dynamik oder kurzer Zykluszeit (z.B. bei Verpackungsmaschinen, Werkzeugmaschinen, Robotern).
- Große Massenträgheit: Bei Antrieben, die große Massen bewegen (z.B. Förderbänder mit hoher Last, Kräne, Zentrifugen).
- Vertikale Achsen: Wenn Lasten abgesenkt werden, arbeitet der Motor ebenfalls generatorisch.
- Schutz des Umrichters: Verhindert Überspannungen im Zwischenkreis des Frequenzumrichters.
- Kontinuierlicher Betrieb: Ermöglicht wiederholtes und schnelles Abbremsen ohne thermische Probleme im Umrichter.
Die richtige Dimensionierung des Bremswiderstands (Leistung und Widerstandswert) ist entscheidend für die zuverlässige Funktion des Antriebssystems. Eine Alternative bei Mehrachsverbund ist die Energierückspeisung ins Netz, was aber teurere Umrichter erfordert.
→ Siehe auch: Frequenzumrichter, Servomotor, Antriebstechnik, Zwischenkreis, Generatorischer Betrieb
