A frekvenciaváltót támogató berendezések szállítója emlékezteti Önt, hogy a frekvenciaváltós sebességszabályozó rendszerben a sebességcsökkentés alapvető módszere a megadott frekvencia fokozatos csökkentése. Amikor a fékezőrendszer tehetetlensége nagy, a motor fordulatszámának csökkenése nem fog lépést tartani a szinkronmotor fordulatszámának csökkenésével, azaz a motor tényleges sebessége magasabb lesz, mint a szinkronsebessége. Ekkor a motor forgórészének tekercselése által metszett mágneses térvonalak iránya pontosan ellentétes a motor állandó sebességű működésének irányával. A forgórész tekercselése által indukált elektromotoros erő és áram iránya is ellentétes a motor forgásirányával, és a motor negatív nyomatékot fog termelni. Ekkor a motor valójában generátor, és a rendszer regeneratív fékezési állapotban van. A fékezőrendszer kinetikus energiája visszatáplálódik a frekvenciaváltó egyenáramú buszára, aminek következtében az egyenáramú busz feszültsége folyamatosan emelkedik, és akár veszélyes szintet is elérhet (például a frekvenciaváltó károsodását okozhatja).
1. A fékegység áttekintése
A fékezőegység, más néven „frekvenciaváltó-specifikus energiafogyasztású fékezőegység” vagy „frekvenciaváltó-specifikus energia-visszacsatoló egység”, főként nagy mechanikai terhelésű és nagyon gyors fékezési sebességet igénylő helyzetek szabályozására szolgál. A motor által a fékellenálláson keresztül termelt regenerált elektromos energiát fogyasztja, vagy a regenerált elektromos energiát visszatáplálja a tápegységbe.
2. A fékezőegység funkciója
Amikor a villanymotor gyorsan leáll, energiát ad vissza a frekvenciaváltónak, ami megemeli az egyenáramú busz feszültségét, és akár károsíthatja az IGBT-t is. Ezért egy fékezőegységre van szükség, amely ezt az energiát fogyasztja a frekvenciaváltó védelme érdekében.
3. A frekvenciaváltó fékezési módja
1. Fékezőerő.
Az egyenáramú áramkörben beállított fékellenállás használatának módjára utal, amely a motor regeneratív energiáját nyeli el.
2. Visszacsatolásos fékezés.
Főként áramtípusú frekvenciaváltókat vagy feszültségtípusú frekvenciaváltókat céloznak meg, amelyek egyenirányító részébe inverterek vannak beépítve, a motor regeneratív energiáját visszatáplálják a váltakozó áramú hálózatba.
3. Többinverteres hajtás megosztott egyenáramú busszal.
Az A motor regeneratív energiája visszatáplálódik a közös egyenáramú buszra, majd a B motor fogyasztja el. A megosztott egyenáramú buszos többinverteres hajtások két típusra oszthatók: megosztott egyenáramú szimmetrikus buszra és megosztott egyenáramú áramkörű buszra. A megosztott egyenáramú szimmetrikus buszos módszer lényege, hogy csatlakozómodulokat használnak az egyenáramú áramkörű buszhoz való csatlakozáshoz. A csatlakozómodul reaktorokat, biztosítékokat és kontaktorokat tartalmaz, amelyeket az adott körülményeknek megfelelően külön kell megtervezni. Minden frekvenciaváltó relatív függetlenséggel rendelkezik, és szükség szerint csatlakoztatható vagy leválasztható az egyenáramú buszról. A megosztott egyenáramú áramkörű buszos módszer lényege, hogy csak az inverter részét csatlakoztatják a közös egyenáramú buszhoz.
4. Egyenáramú fékezés.
Amikor a frekvenciaváltó egyenáramot vezet a motor állórészére, az aszinkronmotor energiafogyasztási fékezési állapotban van. Ebben az esetben a frekvenciaváltó kimeneti frekvenciája nulla, és a motor állórészének mágneses mezője már nem forog. A forgó rotor átvágja ezt a statikus mágneses mezőt, és fékezőnyomatékot generál. A forgó rendszerben tárolt mozgási energia elektromos energiává alakul, és az elektromos motor forgórészének áramkörében fogyasztódik.
4. A fékellenállás funkciója
A működési frekvencia csökkentése során a villanymotor regeneratív fékezési állapotban lesz, és a hajtásrendszer mozgási energiája visszatáplálódik az egyenáramú áramkörbe, aminek következtében az egyenáramú feszültség (UD) folyamatosan emelkedik, és akár veszélyes szintet is elérhet. Ezért a visszatáplált energiát az egyenáramú áramkörbe kell fogyasztani, hogy az UD a megengedett tartományon belül maradjon. A fékezőellenállás ezt az energiát fogyasztja.
Minden frekvenciaváltó rendelkezik egy fékezőegységgel (a kis teljesítményű a fékellenállás, a nagy teljesítményű a nagy teljesítményű GTR tranzisztor és annak meghajtó áramköre), a kis teljesítményű beépített, a nagy teljesítményű pedig külső.
5. A fékezőegység és a fékellenállás fékezési folyamata
1. Amikor a villanymotor külső erő hatására lassul, generátoros állapotban működik, regeneratív energiát termelve. Az általa generált háromfázisú váltakozó áramú elektromotoros erőt a frekvenciaváltó inverter részében egy hat szabadonfutó diódából álló, háromfázisú, teljesen vezérelt híd egyenirányítja, amely folyamatosan növeli az egyenáramú buszfeszültséget a frekvenciaváltón belül.
2. Amikor az egyenfeszültség eléri az adott értéket (a fékezőegység indítási feszültsége), a fékezőegység teljesítménykapcsoló csöve kinyílik, és az áram átfolyik a fékellenálláson.
3. A fékezőellenállás hőt bocsát ki, regeneratív energiát nyel el, csökkenti a motor fordulatszámát és a frekvenciaváltó egyenáramú buszfeszültségét.
4. Amikor az egyenáramú busz feszültsége egy bizonyos értékre esik (fékezőegység leállítási feszültsége), a fékezőegység teljesítménytranzisztora kikapcsol. Ekkor nem folyik fékezőáram az ellenálláson keresztül, és a fékezőellenállás természetes módon hőt vezet le, csökkentve saját hőmérsékletét.
5. Amikor az egyenáramú busz feszültsége ismét megemelkedik a fékezőegység aktiválásához, a fékezőegység megismétli a fenti folyamatot a buszfeszültség kiegyenlítése és a rendszer normál működésének biztosítása érdekében.