Leverandøren av frekvensomformerens bremseenhet minner deg om at frekvensomformeren er utstyrt med en dynamisk motstand, hovedsakelig for å forbruke en del av energien på DC-busskondensatoren gjennom bremsemotstanden, for å unngå overspenning på kondensatoren. I teorien, hvis en kondensator lagrer mye energi, kan den brukes til å frigjøre den for å drive en motor og unngå energisløsing. Imidlertid er kondensatorens kapasitet begrenset, og dens motstandsspenning er også begrenset. Når spenningen på busskondensatoren når et visst nivå, kan det skade kondensatoren, og noe kan til og med skade IGBT-en. Derfor er det nødvendig å frigjøre strømmen gjennom en bremsemotstand i tide. Denne frigjøringen er bortkastet tid og en uunngåelig løsning.
Busskondensator er en buffersone som kan holde begrenset energi
Etter at all trefase vekselstrøm er likerettet og koblet til kondensatorer, er den normale spenningen på bussen under full belastning omtrent 1,35 ganger 380 * 1,35 = 513 volt. Denne spenningen vil naturlig svinge i sanntid, men minimumsverdien kan ikke være lavere enn 480 volt, ellers vil den utløse en underspenningsalarmbeskyttelse. Busskondensatorer består vanligvis av to sett med 450 V elektrolytkondensatorer koblet i serie, med en teoretisk motstandsspenning på 900 V. Hvis bussspenningen overstiger denne verdien, vil kondensatoren eksplodere direkte, slik at bussspenningen ikke kan nå en så høy spenning på 900 V uansett hva.
Faktisk er spenningsbestandigheten til en IGBT med trefaset 380 volt inngang 1200 volt, noe som ofte krever drift innenfor 800 volt. Tatt i betraktning at hvis spenningen øker, vil det oppstå et treghetsproblem, det vil si at hvis du umiddelbart setter bremsemotstanden i gang, vil ikke busspenningen synke raskt. Derfor er mange frekvensomformere designet for å starte driften på rundt 700 volt gjennom bremseenheten for å senke busspenningen og unngå ytterligere opplading.
Kjernen i design av bremsemotstander er derfor å ta hensyn til spenningsmotstanden til kondensatorer og IGBT-moduler for å unngå at disse to viktige komponentene blir skadet av bussens høye spenning. Hvis disse to komponenttypene blir skadet, vil ikke frekvensomformeren fungere ordentlig.
Rask parkering krever en bremsemotstand, og umiddelbar akselerasjon krever det også
Årsaken til at busspenningen til frekvensomformeren øker, skyldes ofte at frekvensomformeren får motoren til å operere i en elektronisk bremsetilstand, slik at IGBT-en kan passere gjennom en viss ledningssekvens, og utnytte motorens store induktansstrøm som ikke kan endres plutselig, og umiddelbart generere høy spenning for å lade buskondensatoren. På dette tidspunktet bremses motoren raskt ned. Hvis bremsemotstanden ikke forbruker energien fra bussen i tide på dette tidspunktet, vil busspenningen fortsette å stige, noe som utgjør en trussel mot frekvensomformerens sikkerhet.
Hvis lasten ikke er veldig tung og det ikke er behov for rask stopp, er det ikke nødvendig å bruke en bremsemotstand i denne situasjonen. Selv om du installerer en bremsemotstand, vil ikke bremseenhetens arbeidsterskelspenning utløses, og bremsemotstanden vil ikke bli satt i drift.
I tillegg til behovet for å øke bremsemotstanden og bremseenheten for rask bremsing i situasjoner med tung belastningsdeselerasjon, må faktisk bremseenheten og bremsemotstanden også koordineres for start hvis den oppfyller kravene til tung belastning og svært rask starttid. Tidligere prøvde jeg å bruke en frekvensomformer til å drive en spesiell stansepresse, og akselerasjonstiden til frekvensomformeren var designet til å være 0,1 sekunder. På dette tidspunktet, når man starter med full belastning, selv om belastningen ikke er veldig tung, er busspenningsfluktuasjonene svært alvorlige fordi akselerasjonstiden er for kort, og overspennings- eller overstrømssituasjoner kan oppstå. Senere ble en ekstern bremseenhet og bremsemotstand lagt til, og frekvensomformeren kan fungere normalt. Analysert er det fordi oppstartstiden er for kort, og spenningen til busskondensatoren tømmes umiddelbart. Likeretteren lader umiddelbart en stor strøm, noe som fører til at busspenningen plutselig øker. Dette resulterer i alvorlige spenningsfluktuasjoner på bussen, som kan overstige 700 volt på et øyeblikk. Ved å legge til en bremsemotstand kan denne fluktuerende høye spenningen elimineres i tide, slik at frekvensomformeren kan fungere normalt.
Det finnes også en spesiell situasjon i vektorkontroll, der motorens dreiemoment- og hastighetsretninger er motsatt, eller når motoren arbeider med null hastighet med 100 % dreiemomentutgang. For eksempel, når en kran slipper en tung gjenstand og stopper i luften, eller ved tilbakespoling, er det nødvendig med dreiemomentkontroll. Motoren må arbeide i generatortilstand, og den kontinuerlige strømmen vil bli ladet tilbake til busskondensatoren. Gjennom bremsemotstanden kan denne energien forbrukes i tide for å opprettholde balansen og stabiliteten til bussspenningen.
Mange små frekvensomformere, som for eksempel 3,7 kW, har ofte innebygde bremseenheter og bremsemotstander, sannsynligvis på grunn av hensynet til å redusere busskondensatoren, mens laveffektmotstander og bremseenheter ikke er så dyre.