Le fournisseur du dispositif de freinage pour convertisseur de fréquence rappelle que la méthode de freinage par consommation d'énergie consiste à installer un composant de freinage côté courant continu du convertisseur. Ce composant utilise l'énergie électrique récupérée sur une résistance de puissance pour réaliser le freinage. Il s'agit de la méthode la plus directe de valorisation de l'énergie récupérée : elle consiste à la convertir en énergie thermique via un circuit de freinage dédié, au niveau d'une résistance. C'est pourquoi on parle également de freinage par résistance, qui comprend un dispositif de freinage et une résistance de freinage.
(1) Unité de freinage. L'unité de freinage a pour fonction de connecter le circuit de dissipation d'énergie lorsque la tension Ud du circuit CC dépasse la limite spécifiée (par exemple 660 V ou 710 V), permettant ainsi au circuit CC de dissiper l'énergie sous forme thermique après passage à travers la résistance de freinage. Il existe deux types d'unités de freinage : interne et externe. La première est adaptée aux convertisseurs de fréquence basse puissance à usage général, tandis que la seconde convient aux convertisseurs de fréquence haute puissance ou aux applications nécessitant un freinage spécifique. En principe, il n'y a pas de différence entre les deux. L'unité de freinage fait office d'interrupteur pour connecter la résistance de freinage et comprend un transistor de puissance, un circuit de comparaison d'échantillonnage de tension et un circuit de commande.
(2) Résistance de freinage. La résistance de freinage est un dispositif permettant de dissiper l'énergie de récupération d'un moteur électrique sous forme d'énergie thermique. Ses deux principaux paramètres sont sa valeur de résistance et sa capacité de puissance. En général, les résistances ondulées et les résistances en alliage d'aluminium sont les plus couramment utilisées. Les résistances ondulées utilisent des ondulations verticales en surface pour faciliter la dissipation de la chaleur et réduire l'inductance parasite. Des revêtements inorganiques ignifuges sont également utilisés pour protéger efficacement les conducteurs de la résistance contre le vieillissement et prolonger sa durée de vie. Les résistances en alliage d'aluminium offrent une meilleure résistance aux intempéries et aux vibrations que les résistances à cadre céramique traditionnelles et sont largement utilisées dans les environnements industriels exigeants. Elles sont faciles à installer, permettent la fixation aisée de dissipateurs thermiques et présentent un aspect esthétique.
Le processus de freinage par consommation d'énergie est le suivant : lorsqu'un moteur électrique décélère ou inverse son sens de rotation (y compris lorsqu'il est freiné) sous l'effet d'une force extérieure, il fonctionne en mode générateur et l'énergie est réinjectée dans le circuit CC, ce qui provoque une augmentation de la tension du bus. L'unité de freinage mesure cette tension. Lorsque la tension CC atteint le seuil de conduction défini par l'unité de freinage, le transistor de puissance de cette dernière conduit et un courant circule dans la résistance de freinage. Cette résistance convertit l'énergie électrique en énergie thermique, réduisant ainsi la vitesse du moteur et la tension du bus CC. Lorsque la tension du bus chute en dessous du seuil de coupure défini par l'unité de freinage, le transistor de puissance de cette dernière se bloque et aucun courant ne circule dans la résistance de freinage.