Leveranciers van remunits herinneren u eraan dat met de ontwikkeling van industriële automatisering de frequentie van het gebruik van frequentieomvormers toeneemt. Om maximale productie-efficiëntie te bereiken, is het vaak nodig om de ondersteunende apparatuur van frequentieomvormers, zoals energieverbruikende remunits en remweerstanden, uit te breiden om de productie-efficiëntie te verbeteren. Op basis van de kenmerken, tekortkomingen en samenstelling van energieverbruikende remmen in frequentieomvormers, analyseert dit artikel de optimalisatiemethoden voor de selectie van energieverbruikende remunits en remweerstanden in frequentieomvormers.
1. Energieverbruik remmen van frequentieomvormer
De methode die wordt gebruikt voor energieverbruikremmen is het installeren van een remcomponent aan de DC-zijde van de frequentieomvormer. Deze component verbruikt de geregenereerde elektrische energie van de remweerstand om te remmen. Dit is de meest directe en eenvoudige manier om de geregenereerde energie te verwerken. De geregenereerde energie van de weerstand wordt verbruikt via een speciaal circuit voor energieverbruikremmen en omgezet in thermische energie. Deze weerstand wordt weerstandsremmen genoemd.
Energieverbruikremmen kenmerken zich door een eenvoudig circuit en een lage prijs. Tijdens het remmen neemt echter, naarmate het motortoerental afneemt, ook de kinetische energie van het aandrijfsysteem af, wat resulteert in een afname van de regeneratieve capaciteit en het remkoppel van de motor. Daarom is het bij remsystemen met een hoge traagheid gebruikelijk om bij lage snelheden het fenomeen "kruipen" op te merken, wat de nauwkeurigheid van de parkeertijd of -positie beïnvloedt. Energieverbruikremmen is daarom alleen van toepassing op parkeren met een normale belasting. Energieverbruikremmen bestaat uit twee onderdelen: de remeenheid en de remweerstand.
(1) Remeenheid
De functie van de remeenheid is het aansluiten van het energiedissipatiecircuit wanneer de spanning Ud van het DC-circuit de gespecificeerde limiet overschrijdt, waardoor het DC-circuit energie kan vrijgeven in de vorm van thermische energie na passage door de remweerstand. De remeenheid kan worden onderverdeeld in twee typen: ingebouwd en extern. Het ingebouwde type is geschikt voor algemene frequentieomvormers met een laag vermogen, terwijl het externe type geschikt is voor frequentieomvormers met een hoog vermogen of werkomstandigheden met speciale eisen aan het remmen. In principe is er geen verschil tussen beide. De remeenheid dient als een "schakelaar" om de remweerstand aan te sluiten, die een vermogenstransistor, een spanningsbemonsteringsvergelijkingscircuit en een stuurcircuit omvat.
(2) Remweerstand
Een remweerstand is een drager die wordt gebruikt om de regeneratieve energie van een elektromotor op te nemen in de vorm van thermische energie, die twee belangrijke parameters omvat: de weerstandswaarde en het vermogen. Twee veelgebruikte soorten weerstanden in de techniek zijn gegolfde weerstanden en weerstanden van aluminiumlegering: gegolfde weerstanden gebruiken verticale ribbels aan het oppervlak om de warmteafvoer te vergemakkelijken en parasitaire inductantie te verminderen, en er worden anorganische coatings met een hoge vlamvertragende werking geselecteerd om de weerstandsdraden effectief te beschermen tegen veroudering en hun levensduur te verlengen; weerstanden van aluminiumlegering zijn beter bestand tegen weersinvloeden en trillingen dan traditionele weerstanden met een porseleinen frame en worden veel gebruikt in zware omstandigheden met hoge eisen. Ze zijn eenvoudig te installeren, eenvoudig te bevestigen met koellichamen en hebben een mooie uitstraling.
Het proces van energiezuinig remmen verloopt als volgt: wanneer de elektromotor vertraagt of omkeert onder invloed van externe krachten (waaronder meeslepen), draait de elektromotor in een genererende toestand en wordt de energie teruggevoerd naar het gelijkstroomcircuit, waardoor de busspanning stijgt. De remeenheid bemonstert de busspanning. Wanneer de gelijkspanning de door de remeenheid ingestelde geleidingswaarde bereikt, gaat de schakelbuis van de remeenheid geleiden en vloeit er stroom door de remweerstand. De remweerstand zet elektrische energie om in thermische energie, waardoor het toerental van de motor wordt verlaagd en de gelijkstroombusspanning wordt verlaagd. Wanneer de busspanning daalt tot de door de remeenheid ingestelde uitschakelwaarde, wordt de schakeltransistor van de remeenheid uitgeschakeld en vloeit er geen stroom door de remweerstand.
De bedradingsafstand tussen de remeenheid en de frequentieomvormer, evenals tussen de remeenheid en de remweerstand, moet zo kort mogelijk zijn (met een draadlengte van minder dan 2 m) en de draaddoorsnede moet voldoen aan de eisen voor de ontladingsstroom van de remweerstand. Wanneer de remeenheid in werking is, genereert de remweerstand een grote hoeveelheid warmte. De remweerstand moet een goede warmteafvoer hebben en er moeten hittebestendige draden worden gebruikt om de remweerstand aan te sluiten. De draden mogen de remweerstand niet raken. De remweerstand moet stevig worden bevestigd met isolatiepads en de installatiepositie moet een goede warmteafvoer garanderen. Bij installatie van de remweerstand in de kast, moet deze bovenop de frequentieomvormerkast worden geïnstalleerd.
2. Selectie van de remeenheid
Over het algemeen treedt er bij het remmen van een elektromotor een bepaald verlies op in de motor, namelijk ongeveer 18% tot 22% van het nominale koppel. Als het benodigde remkoppel dus lager is dan 18% tot 22% van het nominale koppel van de motor, is het niet nodig om de remvoorziening aan te sluiten.
Bij de selectie van een remeenheid is de maximale bedrijfsstroom van de remeenheid het enige criterium.
3. Optimalisatieselectie van de remweerstand
Tijdens de werking van de remeenheid is de stijging en daling van de DC-busspanning afhankelijk van de constante RC, waarbij R de weerstandswaarde van de remweerstand is en C de capaciteit van de interne condensator van de frequentieomvormer.
De weerstandswaarde van de remweerstand is te hoog, wat leidt tot langzaam remmen. Als deze te laag is, raken de componenten van de remschakelaar gemakkelijk beschadigd. Over het algemeen wordt aangenomen dat, wanneer de massatraagheid van de belasting niet te groot is, tot 70% van de energie die de motor tijdens het remmen verbruikt, wordt verbruikt door de remweerstand, en 30% door diverse verliezen van de motor zelf en de belasting.
Het gedissipeerde vermogen van de remweerstand voor laagfrequent remmen bedraagt doorgaans 1/4 tot 1/5 van het motorvermogen. Bij frequent remmen moet dit vermogen worden verhoogd. Sommige frequentieregelaars met een kleine capaciteit zijn uitgerust met interne remweerstanden, maar bij remmen met hoge frequenties of zwaartekrachtbelastingen hebben de interne remweerstanden onvoldoende warmteafvoer en zijn ze gevoelig voor schade. In dat geval moeten externe remweerstanden met een hoog vermogen worden gebruikt. Alle typen remweerstanden moeten weerstanden met een lage inductantie gebruiken; de aansluitdraad moet kort zijn en er moet een twisted pair- of paralleldraad worden gebruikt. Maatregelen met een lage inductantie moeten worden genomen om te voorkomen en te verminderen dat de inductantie-energie aan de rembuis wordt toegevoegd, waardoor deze beschadigd raakt. Als de inductantie van het circuit groot is en de weerstand klein, zal dit schade aan de rembuis veroorzaken.
De remweerstand hangt nauw samen met het vliegwielkoppel van de elektromotor, en het vliegwielkoppel van de elektromotor varieert tijdens bedrijf. Daarom is het moeilijk om de remweerstand nauwkeurig te berekenen; een benadering wordt meestal verkregen met behulp van empirische formules.
RZ>=(2 × UD)/In de formule: Ie nominale stroom van de frequentieomvormer; UD frequentieomvormer DC-busspanning
Vanwege de kortdurende werkingsmodus van de remweerstand kan, op basis van de kenmerken en technische specificaties van de weerstand, het nominale vermogen van de remweerstand in het variabele frequentie snelheidsregelsysteem over het algemeen worden berekend met behulp van de volgende formule:
PB=K × Pav × η%, waarbij PB het nominale vermogen van de remweerstand is; K de reductiecoëfficiënt van de remweerstand; Pav het gemiddelde stroomverbruik tijdens het remmen; η de rembenuttingsgraad.
Om de weerstand van remweerstanden te verlagen, leveren verschillende fabrikanten van frequentieomvormers vaak remweerstanden met dezelfde weerstandswaarde voor verschillende motorvermogens. Het verschil in remkoppel dat tijdens het remmen wordt verkregen, is daarom aanzienlijk. De frequentieomvormer uit de Emerson TD3000-serie biedt bijvoorbeeld een remweerstandsspecificatie van 3 kW en 20 Ω voor frequentieomvormers met motorvermogens van 22 kW, 30 kW en 37 kW. Wanneer de remeenheid geleidt bij een gelijkspanning van 700 V, bedraagt de remstroom:
IB=700/20=35A
Het vermogen van de remweerstand is:
PB0=(700)2/20=24,5 kW
De remeenheid en remweerstand die in het variabele frequentie-snelheidsregelsysteem worden gebruikt, zijn essentiële configuraties voor de veilige en betrouwbare werking van het variabele frequentie-snelheidsregelsysteem met regeneratieve energie en nauwkeurige parkeervereisten. Daarom moet bij de selectie van het juiste variabele frequentie-snelheidsregelsysteem de keuze van de remeenheid en remweerstand worden geoptimaliseerd. Dit verkleint niet alleen de kans op storingen in het variabele frequentie-snelheidsregelsysteem, maar zorgt er ook voor dat het ontworpen variabele frequentie-snelheidsregelsysteem hoge dynamische prestatie-indicatoren heeft.