Nel sistema di azionamento composto da rete elettrica, convertitore di frequenza, motore e carico, l'energia può essere trasmessa in modo bidirezionale. Quando il motore è in modalità di funzionamento elettrico, l'energia elettrica viene trasmessa dalla rete al motore attraverso il convertitore di frequenza, convertita in energia meccanica per azionare il carico, che quindi possiede energia cinetica o potenziale. Quando il carico rilascia questa energia per modificare lo stato di movimento, il motore viene azionato dal carico ed entra in modalità di funzionamento generatore, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica e reimmettendola nel convertitore di frequenza di front-end. Queste energie di retroazione sono chiamate energie di frenatura rigenerativa e possono essere reimmesse in rete tramite un convertitore di frequenza o assorbite dalle resistenze di frenatura sul bus CC del convertitore di frequenza (frenatura a consumo energetico). Esistono quattro metodi di frenatura comuni per i convertitori di frequenza.
1、 Consumo energetico in frenata
Il metodo di frenatura a consumo energetico utilizza un chopper e una resistenza di frenatura e sfrutta la resistenza di frenatura impostata nel circuito CC per assorbire l'energia elettrica rigenerativa del motore, ottenendo una frenatura rapida del convertitore di frequenza.
I vantaggi della frenata a consumo energetico:
Costruzione semplice, nessun inquinamento per la rete elettrica (rispetto al controllo a feedback) e basso costo;
Svantaggi della frenata a consumo energetico
L'efficienza operativa è bassa, soprattutto in caso di frenate frequenti, che consumano una grande quantità di energia e aumentano la capacità della resistenza di frenatura.
2、 Frenata a feedback
Il metodo di frenata a retroazione adotta la tecnologia dell'inverter attivo per invertire l'energia elettrica rigenerata in corrente alternata con la stessa frequenza e fase della rete elettrica e restituirla alla rete elettrica, ottenendo così la frenata.
Unità di frenatura a retroazione energetica specifica dell'inverter
Per ottenere una frenata con feedback energetico, sono necessarie condizioni quali il controllo della tensione alla stessa frequenza e fase, il controllo della corrente di feedback, ecc.
I vantaggi della frenata a feedback
Può funzionare in quattro quadranti e il feedback dell'energia elettrica migliora l'efficienza del sistema;
Svantaggi della frenata a feedback
1. Questo metodo di frenatura a retroazione può essere utilizzato solo con una tensione di rete stabile e non soggetta a guasti (con fluttuazioni della tensione di rete non superiori al 10%). Poiché durante il funzionamento della frenatura della generazione di energia, se il tempo di guasto della tensione di rete è superiore a 2 ms, potrebbero verificarsi guasti di commutazione e i componenti potrebbero danneggiarsi.
2. Inquinamento armonico nella rete elettrica durante il feedback;
3. Controllo complesso e costi elevati.
3、 Frenatura CC
Definizione di frenatura a corrente continua:
La frenatura in corrente continua si verifica generalmente quando la frequenza di uscita del convertitore di frequenza si avvicina a zero e la velocità del motore diminuisce fino a un certo valore. Il convertitore di frequenza cambia la sua direzione per introdurre corrente continua nell'avvolgimento dello statore del motore asincrono, formando un campo magnetico statico. In questo momento, il motore si trova in uno stato di frenatura che consuma energia, facendo ruotare il rotore per interrompere il campo magnetico statico e generare coppia frenante, causando un rapido arresto del motore.
Può essere utilizzato in situazioni in cui è necessario un parcheggio preciso o quando il motore del freno ruota in modo irregolare a causa di fattori esterni prima dell'avviamento.
Elementi della frenatura a corrente continua:
Il valore della tensione di frenatura in corrente continua è essenzialmente l'impostazione della coppia frenante. Ovviamente, maggiore è l'inerzia del sistema di azionamento, maggiore dovrebbe essere il valore della tensione di frenatura in corrente continua. Generalmente, la tensione di uscita nominale di un convertitore di frequenza con una tensione continua di circa il 15-20% è di circa 60-80 V, e alcuni utilizzano la percentuale della corrente di frenatura;
Il tempo di frenata CC si riferisce al tempo impiegato per applicare corrente CC all'avvolgimento dello statore, che dovrebbe essere leggermente più lungo del tempo di inattività effettivamente richiesto;
La frequenza di avvio della frenatura in corrente continua, quando la frequenza di funzionamento dell'inverter scende a un certo livello, inizia a passare dalla frenatura per consumo energetico alla frenatura in corrente continua, in base ai requisiti del carico in termini di tempo di frenatura. In assenza di requisiti rigorosi, la frequenza di avvio della frenatura in corrente continua deve essere impostata al livello più basso possibile;
4、 Frenatura con feedback del bus DC condiviso
Il principio del metodo di frenatura con feedback del bus CC condiviso è che l'energia rigenerativa del motore A viene reimmessa nel bus CC comune e quindi l'energia rigenerativa viene consumata dal motore B;
Il metodo di frenatura con feedback del bus CC condiviso può essere suddiviso in due tipi: frenatura con feedback del bus CC bilanciato condiviso e frenatura con feedback del bus del circuito CC condiviso