I fornitori di dispositivi di feedback energetico per convertitori di frequenza ricordano che con l'espansione dei campi di applicazione dei convertitori di frequenza, anche i metodi di frenatura dei convertitori di frequenza si sono diversificati:
1. Tipo di consumo energetico
Questo metodo prevede il collegamento in parallelo di una resistenza di frenatura nel circuito CC di un convertitore di frequenza e il controllo dell'accensione/spegnimento di un transistor di potenza rilevando la tensione del bus CC. Quando la tensione del bus CC sale a circa 700 V, il transistor di potenza conduce, trasferendo l'energia rigenerata alla resistenza e consumandola sotto forma di energia termica, impedendo così l'aumento della tensione CC. A causa dell'impossibilità di utilizzare l'energia rigenerata, appartiene al tipo a consumo energetico. Come tipo a consumo energetico, la sua differenza dalla frenatura CC è che consuma energia sulla resistenza di frenatura esterna al motore, in modo che il motore non si surriscaldi e possa funzionare più frequentemente.
2. Tipo di assorbimento del bus DC parallelo
Adatto a sistemi di azionamento multimotore (come le macchine per la stiratura), in cui ogni motore richiede un convertitore di frequenza, più convertitori di frequenza condividono un convertitore lato rete e tutti gli inverter sono collegati in parallelo a un bus CC comune. In questo sistema, spesso uno o più motori funzionano normalmente in stato di frenata. Il motore in stato di frenata viene trascinato da altri motori per generare energia rigenerativa, che viene poi assorbita dal motore in stato elettrico tramite un bus CC parallelo. Se non può essere completamente assorbita, verrà consumata tramite una resistenza di frenatura condivisa. L'energia rigenerata in questo caso viene parzialmente assorbita e utilizzata, ma non reimmessa nella rete elettrica.
3. Tipo di feedback energetico
Il convertitore lato rete con inverter a feedback energetico è reversibile. Quando viene generata energia rigenerativa, il convertitore reversibile la restituisce alla rete, consentendone il pieno utilizzo. Tuttavia, questo metodo richiede un'elevata stabilità dell'alimentazione elettrica e, in caso di improvvisa interruzione di corrente, si verificheranno inversioni e capovolgimenti.
La frenata rigenerativa può essere utilizzata in tutti i macchinari elettrici, e attualmente i macchinari elettrici sono principalmente rotanti, come i motori elettrici. Pertanto, la frenata rigenerativa è comunemente utilizzata nei sistemi di azionamento elettrico, abbreviati come sistemi di azionamento elettrico.
Lo scopo della frenata rigenerativa
Convertire l'energia cinetica generata dalla rotazione inerziale inutile, non necessaria o dannosa di una macchina elettrica in energia elettrica e reimmetterla nella rete elettrica, generando al contempo una coppia frenante per arrestare rapidamente la rotazione inerziale inutile della macchina elettrica. Una macchina elettrica è un dispositivo con parti mobili che converte l'energia elettrica in energia meccanica, comunemente nota come moto rotatorio, come un motore elettrico. Questo processo di conversione si ottiene comunemente trasferendo e convertendo energia attraverso variazioni nell'energia del campo elettromagnetico. Da una prospettiva meccanica più intuitiva, si tratta di una variazione dell'intensità del campo magnetico. Il motore elettrico viene acceso, generando corrente e creando un campo magnetico. La corrente alternata genera un campo magnetico alternato e, quando gli avvolgimenti sono disposti a una certa angolazione nello spazio fisico, si genera un campo magnetico rotante circolare. Il moto è relativo, il che significa che il campo magnetico viene interrotto dal conduttore all'interno del suo intervallo spaziale. Di conseguenza, si stabilisce una forza elettromotrice indotta a entrambe le estremità del conduttore, che forma un circuito attraverso il conduttore stesso e i componenti di collegamento, generando corrente e formando un conduttore percorso da corrente. Questo conduttore percorso da corrente sarà soggetto a una forza nel campo magnetico rotante, che alla fine si traduce nella coppia erogata dal motore. Quando l'alimentazione viene interrotta, il motore ruota per inerzia. In questo momento, tramite commutazione di circuito, viene fornita al rotore una potenza di eccitazione relativamente bassa, generando un campo magnetico. Il campo magnetico interrompe l'avvolgimento dello statore attraverso la rotazione fisica del rotore, e lo statore induce quindi una forza elettromotrice. Questa forza elettromotrice è collegata alla rete elettrica tramite il dispositivo di potenza, che è un feedback energetico. Allo stesso tempo, il rotore subisce una decelerazione di forza, chiamata frenatura. È nota collettivamente come frenatura rigenerativa.
In quali circostanze è necessaria una resistenza di frenatura?
Il principio generale è che se il circuito CC è soggetto a sovratensione a causa della frenata rigenerativa, è necessario installare una resistenza di frenata per rilasciare la carica in eccesso sul condensatore di filtraggio.
In casi specifici, quando si configurano le resistenze di frenatura, è necessario considerare le seguenti situazioni:
(1) Frequenti situazioni di avviamento e frenata;
(2) In situazioni in cui è richiesta una frenata rapida;
(3) In situazioni in cui è presente un potenziale carico energetico (carico energetico potenziale, "posizione" può essere inteso come posizione e altezza), come nel caso di macchinari di sollevamento.