Der Lieferant der Bremsanlage für Frequenzumrichter weist darauf hin, dass die Methode zur energieverbrauchenden Bremsung darin besteht, eine Bremsanlage auf der Gleichstromseite des Frequenzumrichters zu installieren. Diese nutzt die zurückgewonnene elektrische Energie über einen Leistungswiderstand, um die Bremswirkung zu erzielen. Dies ist die direkteste Methode zur Nutzung der Rückgewinnungsenergie: Sie wird über einen separaten Bremskreis an einem Widerstand in Wärmeenergie umgewandelt. Daher wird dieses Verfahren auch als Widerstandsbremsung bezeichnet und umfasst eine Bremsanlage und einen Bremswiderstand.
(1) Bremseinheit. Die Bremseinheit schaltet den Energiedissipationskreis zu, sobald die Spannung Ud des Gleichstromkreises einen festgelegten Grenzwert (z. B. 660 V oder 710 V) überschreitet. Dadurch kann der Gleichstromkreis nach Durchlaufen des Bremswiderstands Energie in Form von Wärme abgeben. Es gibt zwei Arten von Bremseinheiten: interne und externe. Die interne Ausführung eignet sich für Frequenzumrichter mit geringer Leistung und allgemeine Anwendungen, während die externe Ausführung für Frequenzumrichter mit hoher Leistung oder für Betriebsbedingungen mit besonderen Bremsanforderungen geeignet ist. Prinzipiell besteht kein Unterschied zwischen den beiden. Die Bremseinheit dient als „Schalter“ zum Anschluss des Bremswiderstands und umfasst einen Leistungstransistor, eine Spannungsabtast- und Vergleichsschaltung sowie eine Treiberschaltung.
(2) Bremswiderstand. Der Bremswiderstand dient dazu, die Rückspeisungsenergie eines Elektromotors in Form von Wärmeenergie zu absorbieren. Er zeichnet sich durch zwei wichtige Parameter aus: seinen Widerstandswert und seine Belastbarkeit. Im technischen Bereich werden üblicherweise Wellwiderstände und Widerstände aus Aluminiumlegierungen eingesetzt. Wellwiderstände nutzen vertikale Oberflächenwellen zur besseren Wärmeableitung und zur Reduzierung der parasitären Induktivität. Zusätzlich werden hochflammhemmende anorganische Beschichtungen verwendet, um die Widerstandsdrähte effektiv vor Alterung zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Widerstände aus Aluminiumlegierungen bieten eine bessere Witterungs- und Vibrationsbeständigkeit als herkömmliche Keramikwiderstände und werden häufig in anspruchsvollen industriellen Umgebungen eingesetzt. Sie lassen sich einfach montieren, bieten eine gute Anbringung von Kühlkörpern und haben ein ansprechendes Aussehen.
Der energieverbrauchende Bremsvorgang läuft wie folgt ab: Wenn der Elektromotor unter dem Einfluss einer äußeren Kraft abbremst oder seine Drehrichtung umkehrt (auch beim Schleppen), arbeitet er im Generatorbetrieb. Die dabei freiwerdende Energie wird in den Gleichstromkreis zurückgespeist, wodurch die Zwischenkreisspannung ansteigt. Die Bremseinheit misst die Zwischenkreisspannung. Sobald die Gleichspannung den von der Bremseinheit festgelegten Durchlasswert erreicht, leitet der Leistungsschalter der Bremseinheit, und Strom fließt durch den Bremswiderstand. Dieser wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um, wodurch die Motordrehzahl sinkt und die Zwischenkreisspannung abnimmt. Sobald die Zwischenkreisspannung den von der Bremseinheit festgelegten Abschaltwert erreicht, sperrt der Leistungstransistor der Bremseinheit, und es fließt kein Strom mehr durch den Bremswiderstand.