คู่มือคำนวณขนาด Braking Resistor สำหรับ VFD/Inverter คำนวณโอห์มและวัตต์ยังไงให้ถูกต้อง

Braking Resistor (ตัวต้านทานเบรก) ทำหน้าที่สลายพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดขึ้นเมื่อมอเตอร์ถูกเบรกหรือหน่วงความเร็วอย่างรวดเร็วผ่าน VFD การเลือกขนาดผิดพลาดอาจทำให้ VFD แจ้งเตือน Overvoltage Trip หรือในกรณีเลือกวัตต์ต่ำเกินไป ตัวต้านทานอาจร้อนจัดจนเสียหาย บทความนี้สรุปหลักการคำนวณค่าความต้านทาน (โอห์ม) และกำลังไฟ (วัตต์) ที่ถูกต้อง
สูตรคำนวณค่าความต้านทาน (Ohm)
ค่าความต้านทานขั้นต่ำคำนวณจากแรงดัน DC Bus ของ VFD ขณะ Chopper ทำงาน (โดยทั่วไปประมาณ 750VDC สำหรับระบบไฟ 400V) เทียบกับกำลังไฟพีคที่ต้องการสลาย ตามสูตร R = E² ÷ W โดยที่ E คือแรงดัน Chopper และ W คือกำลังไฟพีคสูงสุดที่ต้องสลาย ค่าความต้านทานที่เลือกต้องไม่ต่ำกว่าค่าที่คำนวณได้ เพราะหากต่ำเกินไปจะทำให้กระแสไหลผ่านทรานซิสเตอร์เบรกเกินพิกัดของ VFD
สูตรคำนวณกำลังไฟ (Wattage)
การคำนวณวัตต์ต้องพิจารณาพลังงานจลน์ที่ต้องสลายทั้งหมดในช่วงเวลาลดความเร็ว โดยประมาณจากสูตร กำลังไฟเฉลี่ย = (ความเฉื่อยรวม × (ความเร็วเชิงมุมเริ่มต้น² − ความเร็วเชิงมุมสุดท้าย²)) ÷ (2 × เวลาลดความเร็ว) คูณด้วยรอบการทำงาน (Duty Cycle) และหารด้วยประสิทธิภาพการแปลงพลังงานกล-ไฟฟ้า (โดยทั่วไปประมาณ 0.7-0.9) ในทางปฏิบัติ วิศวกรมักใช้แนวทางง่ายกว่าคือกำหนดวัตต์ของตัวต้านทานให้ใกล้เคียงกับ kVA เอาต์พุตของ VFD สำหรับงานที่ต้องการแรงบิดเบรกสูงสุด
ตารางเทียบวัตต์ตามลักษณะงาน
| ประเภทงาน | วัตต์ที่แนะนำ (เทียบสัดส่วนกับ Motor Full-Load Wattage) |
|---|---|
| Machine Tool ทั่วไป (หยุดไม่บ่อย) | ไม่เกิน 15% ของ Motor FLW |
| สายพานลำเลียงโหลดปานกลาง | ประมาณ 30-50% ของ Motor FLW |
| โหลดความเฉื่อยสูง หยุด/เบรกถี่ (เช่น ลิฟต์ เครน) | 50-100% ของ Motor FLW หรือมากกว่า |
| ทุกกรณี | เผื่อ Safety Margin เพิ่มอีก 20-25% จากค่าคำนวณ |

ปัจจัยที่มีผลต่อขนาด Braking Resistor
- ความเฉื่อยของโหลด (Load Inertia) — โหลดที่มีความเฉื่อยสูง เช่น พัดลมขนาดใหญ่หรือล้อหมุนหนัก ต้องการพลังงานสลายมากกว่าโหลดเบา
- ความถี่ในการเบรก (Duty Cycle) — งานที่เบรกบ่อยครั้งต่อชั่วโมงต้องการตัวต้านทานที่ระบายความร้อนได้ต่อเนื่องมากกว่างานที่เบรกนาน ๆ ครั้ง
- เวลาลดความเร็วที่ต้องการ (Decel Time) — ยิ่งต้องการหยุดเร็วเท่าไหร่ ยิ่งต้องการกำลังไฟสลายสูงขึ้นในเวลาสั้นลง
FAQ
ถาม: VFD ทุกรุ่นต้องใช้ Braking Resistor หรือไม่?
ตอบ: ไม่จำเป็นเสมอไป ขึ้นกับลักษณะโหลด หากโหลดมีความเฉื่อยต่ำและไม่ต้องการหยุดเร็ว VFD อาจไม่ต้อง Braking Resistor แต่หากมีการเบรกบ่อยหรือโหลดเฉื่อยสูง ควรติดตั้งเพื่อป้องกัน Overvoltage Trip
ถาม: เลือกวัตต์เกินความจำเป็นเยอะๆ ปลอดภัยกว่าหรือไม่?
ตอบ: ปลอดภัยกว่าในแง่ความร้อน แต่ต้องแลกกับต้นทุนและพื้นที่ติดตั้งที่มากขึ้น ควรคำนวณตามลักษณะงานจริงแล้วเผื่อ Margin ตามคำแนะนำ ไม่จำเป็นต้องเผื่อเกินความจำเป็นมาก
ถาม: ค่าโอห์มต่ำเกินไปมีผลอย่างไร?
ตอบ: หากค่าโอห์มต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่ VFD กำหนด กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์เบรก (Braking Transistor/IGBT) ภายใน VFD จะสูงเกินพิกัด เสี่ยงทำให้ VFD เสียหายได้
สรุป
การเลือก Braking Resistor ที่เหมาะสมต้องคำนวณทั้งค่าความต้านทาน (โอห์ม) ให้ไม่ต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่ VFD กำหนด และกำลังไฟ (วัตต์) ให้เพียงพอกับพลังงานที่ต้องสลายตาม Duty Cycle จริงของงาน พร้อมเผื่อ Safety Margin 20-25% เสมอ และควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความร้อนเกินร่วมด้วยทุกครั้ง
ดูสินค้ากลุ่มอินเวอร์เตอร์ (VFD) ได้ที่ หน้าร้านค้า vrautomation.co.th

ปรึกษาวิศวกร VR Automation เรื่อง Braking Resistor
VR Automation จำหน่ายและให้บริการติดตั้ง PLC, HMI, Inverter, Servo, Sensor และสายสัญญาณอุตสาหกรรม พร้อมทีมช่างผู้เชี่ยวชาญให้คำปรึกษาการเลือกใช้งานจริง
โทรสอบถาม: 083-848-8314
อีเมล: [email protected]
Line: @vrautomation
สต๊อกกรุณาสอบถาม | รับประกันสินค้า | บริการหลังการขาย | ออกใบกำกับภาษีได้
แหล่งข้อมูลและมาตรฐานอ้างอิง
- Industrial Monitor Direct — VFD Brake Resistor Selection Guide: Sizing Ohms and Watts — สูตรคำนวณค่าโอห์มและวัตต์ของ Braking Resistor พร้อมตัวอย่าง Duty Cycle
- Industrial Monitor Direct — Braking Resistor Sizing Formula for VFD Applications — อธิบายสูตรคำนวณกำลังไฟจากความเฉื่อยและเวลาลดความเร็ว
- Drive Outlet Megastore — Free Braking Resistor Calculator — เครื่องมือคำนวณขนาด Braking Resistor อ้างอิงจากค่าพิกัดมอเตอร์และ VFD
