Those who have a basic understanding of crane frequency converters will find that brake resistors can always be seen on cranes. Some people also call them brake resistors. Why is that? What specific role does it play in the electrical system of a crane? And some cranes also have a divine device called a brake unit (brake chopper), what is this? What is the relationship between it and the braking resistor? Today we will talk about the functions and working principles of braking resistors and braking units in detail.
Crane frequency converter braking equipment
Braking resistor, let me summarize its function in one word, which is "heating". To put it professionally, it is to convert electrical energy into thermal energy and consume it.
There are many types of brake resistors in terms of structure, including corrugated brake resistors, aluminum shell brake resistors, stainless steel brake resistors, and so on. The specific choice depends on the work environment. Each has its own advantages and disadvantages.
We can also summarize its function in one word: 'switch'. Yes, it is actually a more advanced switch. Unlike ordinary switches, it is internally a high-power transistor GTR. It can pass a large current and can also be turned on and off at a high operating frequency, with an operating time in milliseconds.
After gaining a general understanding of the braking resistor and braking unit, let's now take a look at their wiring diagram with the frequency converter.
Crane frequency converter braking equipment
Generally, low-power inverters have the braking unit built into the inverter, so you can directly connect the braking resistor to the terminals of the inverter.
Let's first understand two knowledge points.
Firstly, the normal bus voltage of the frequency converter is around DC540V (AC 380V model). When the motor is in the generating state, the bus voltage will exceed 540V, with a maximum allowable value of 700-800V. If this maximum value is exceeded for a long time or frequently, the frequency converter will be damaged. Therefore, braking units and braking resistors are used for energy consumption to prevent excessive bus voltage.
Secondly, there are two situations in which the motor can transition from an electric state to a generating state:
A、 Rapid deceleration or too short deceleration time for high inertia loads.
B、 Always in power generation mode when the load is lifted and lowered.
For the lifting mechanism of a crane, it refers to the time when the lifting and lowering deceleration stops, and the time when the motor is in the power generation state during heavy load lowering. You can think about the translation mechanism yourself.
The action process of the braking unit:
а. Калі электрарухавік запавольваецца пад уздзеяннем знешняй сілы, ён працуе ў рэжыме генерацыі, выпрацоўваючы рэгенератыўную энергію. Трохфазная электрарухальная сіла пераменнага току, якая генеруецца ім, выпрамляецца трохфазным цалкам кіраваным мостам, які складаецца з шасці свабоднахадных дыёдаў у інвертарнай секцыі пераўтваральніка частоты, што пастаянна павялічвае напружанне шыны пастаяннага току ўнутры пераўтваральніка частоты.
б. Калі пастаяннае напружанне дасягае пэўнага значэння (пачатковага напружання тармазнога блока, напрыклад, 690 В пастаяннага току), выключальнік сілкавання тармазнога блока размыкаецца, і ток паступае на тармазны рэзістар.
c. Тармазны рэзістар вылучае цяпло, паглынае рэгенератыўную энергію, зніжае хуткасць рухавіка і паніжае напружанне шыны пастаяннага току пераўтваральніка частаты.
d. Калі напружанне шыны пастаяннага току падае да пэўнага ўзроўню (напружанне прыпынку тармазнога блока, напрыклад, 690 В пастаяннага току), сілавы транзістар тармазнога блока выключаецца. У гэты час тармазны ток праз рэзістар не праходзіць, і тармазны рэзістар натуральным чынам рассейвае цяпло, зніжаючы ўласную тэмпературу.
e. Калі напружанне на шыне пастаяннага току зноў павышаецца, што актывуе тармазны блок, тармазны блок паўтарае вышэйапісаны працэс, каб збалансаваць напружанне на шыне і забяспечыць нармальную працу сістэмы.
З-за кароткачасовай працы тармазнога блока, што азначае, што час уключэння харчавання кожны раз вельмі кароткі, павышэнне тэмпературы падчас часу ўключэння харчавання далёка не стабільнае; інтэрвал часу пасля кожнага ўключэння харчавання большы, на працягу якога тэмпература дастаткова, каб апусціцца да таго ж узроўню, што і тэмпература навакольнага асяроддзя. Такім чынам, намінальная магутнасць тармазнога рэзістара будзе значна зніжана, і цана таксама адпаведна знізіцца; акрамя таго, з-за таго, што ёсць толькі адзін IGBT з часам тармажэння ўзроўню мс, паказчыкі пераходных працэсаў для ўключэння і выключэння магутнага транзістара павінны быць нізкімі, і нават час выключэння павінен быць як мага карацейшым, каб знізіць напружанне імпульсу выключэння і абараніць магутнасны транзістар; механізм кіравання адносна просты і лёгкі ў рэалізацыі. Дзякуючы вышэйзгаданым перавагам, ён шырока выкарыстоўваецца ў патэнцыйных энергетычных нагрузках, такіх як краны, і ў сітуацыях, калі патрабуецца хуткае тармажэнне, але для кароткачасовай працы.