تأمینکننده واحد ترمز مبدل فرکانس به شما یادآوری میکند که مبدل فرکانس به یک مقاومت دینامیکی مجهز شده است که عمدتاً برای مصرف بخشی از انرژی خازن باس DC از طریق مقاومت ترمز، به منظور جلوگیری از ولتاژ بیش از حد خازن، استفاده میشود. در تئوری، اگر یک خازن انرژی زیادی ذخیره کند، میتوان از آن برای آزادسازی آن برای راهاندازی یک موتور و جلوگیری از اتلاف انرژی استفاده کرد. با این حال، ظرفیت یک خازن محدود است و ولتاژ تحمل آن نیز محدود است. هنگامی که ولتاژ خازن باس به سطح خاصی میرسد، ممکن است به خازن آسیب برساند و حتی ممکن است به IGBT آسیب برساند. بنابراین، لازم است که برق از طریق یک مقاومت ترمز به موقع آزاد شود. این آزادسازی اتلاف وقت است و یک راه حل اجتنابناپذیر است.
خازن باس یک منطقه بافر است که میتواند انرژی محدودی را در خود نگه دارد.
پس از اینکه تمام برق سه فاز AC یکسو و به خازنها متصل شد، ولتاژ عادی باس در طول عملکرد بار کامل تقریباً ۱.۳۵ برابر میشود، ۳۸۰ * ۱.۳۵ = ۵۱۳ ولت. این ولتاژ به طور طبیعی در زمان واقعی نوسان خواهد داشت، اما حداقل آن نمیتواند کمتر از ۴۸۰ ولت باشد، در غیر این صورت باعث فعال شدن حفاظت آلارم ولتاژ پایین میشود. خازنهای باس معمولاً از دو مجموعه خازن الکترولیتی ۴۵۰ ولتی متصل به صورت سری تشکیل شدهاند که ولتاژ تحمل نظری آنها ۹۰۰ ولت است. اگر ولتاژ باس از این مقدار بیشتر شود، خازن مستقیماً منفجر میشود، بنابراین ولتاژ باس نمیتواند به چنین ولتاژ بالایی یعنی ۹۰۰ ولت برسد، مهم نیست چه اتفاقی بیفتد.
در واقع، مقدار ولتاژ قابل تحمل IGBT با ورودی سه فاز ۳۸۰ ولت، ۱۲۰۰ ولت است که اغلب نیاز به عملکرد در محدوده ۸۰۰ ولت دارد. با توجه به اینکه اگر ولتاژ افزایش یابد، مشکل اینرسی ایجاد میشود، یعنی اگر بلافاصله مقاومت ترمز را به کار بیندازید، ولتاژ باس به سرعت کاهش نمییابد. بنابراین، بسیاری از مبدلهای فرکانس طوری طراحی شدهاند که از طریق واحد ترمز با ولتاژ حدود ۷۰۰ ولت شروع به کار کنند تا ولتاژ باس را کاهش داده و از افزایش بیشتر ولتاژ جلوگیری کنند.
بنابراین هسته طراحی مقاومتهای ترمز، در نظر گرفتن مقاومت ولتاژ خازنها و ماژولهای IGBT است تا از آسیب دیدن این دو قطعه مهم در اثر ولتاژ بالای باس جلوگیری شود. اگر این دو نوع قطعه آسیب ببینند، مبدل فرکانس به درستی کار نخواهد کرد.
پارک سریع به مقاومت ترمز نیاز دارد و شتاب فوری نیز به آن نیاز دارد
دلیل افزایش ولتاژ باس مبدل فرکانس اغلب به این دلیل است که مبدل فرکانس باعث میشود موتور در حالت ترمز الکترونیکی کار کند و به IGBT اجازه میدهد تا از یک توالی هدایت خاص عبور کند و از جریان القایی بزرگ موتور که نمیتواند به طور ناگهانی تغییر کند استفاده کند و فوراً ولتاژ بالایی را برای شارژ خازن باس تولید کند. در این زمان، موتور به سرعت کند میشود. اگر مقاومت ترمز در این زمان به موقع انرژی باس را مصرف نکند، ولتاژ باس همچنان افزایش مییابد و تهدیدی برای ایمنی مبدل فرکانس ایجاد میکند.
اگر بار خیلی سنگین نباشد و نیازی به توقف سریع نباشد، در این شرایط نیازی به استفاده از مقاومت ترمز نیست. حتی اگر مقاومت ترمز نصب کنید، ولتاژ آستانه کار واحد ترمز فعال نمیشود و مقاومت ترمز به کار نمیافتد.
علاوه بر نیاز به افزایش مقاومت ترمز و واحد ترمز برای ترمزگیری سریع در شرایط کاهش سرعت بار سنگین، در واقع، اگر الزامات بار سنگین و زمان شروع بسیار سریع را برآورده کند، واحد ترمز و مقاومت ترمز نیز برای شروع باید هماهنگ شوند. در گذشته، سعی کردم از یک مبدل فرکانس برای راهاندازی یک پرس پانچ مخصوص استفاده کنم و زمان شتاب مبدل فرکانس 0.1 ثانیه طراحی شده بود. در این زمان، هنگام شروع با بار کامل، اگرچه بار خیلی سنگین نیست، اما به دلیل زمان شتاب خیلی کوتاه، نوسان ولتاژ باس بسیار شدید است و ممکن است شرایط اضافه ولتاژ یا اضافه جریان رخ دهد. بعداً، یک واحد ترمز خارجی و مقاومت ترمز اضافه شد و مبدل فرکانس میتواند به طور عادی کار کند. در تجزیه و تحلیل، به این دلیل است که زمان شروع خیلی کوتاه است و ولتاژ خازن باس فوراً خالی میشود. یکسوکننده فوراً جریان زیادی را شارژ میکند و باعث میشود ولتاژ باس ناگهان افزایش یابد. این منجر به نوسانات شدید ولتاژ در باس میشود که ممکن است در یک لحظه از 700 ولت فراتر رود. با اضافه کردن یک مقاومت ترمز، این ولتاژ بالای نوسانی میتواند به موقع حذف شود و به مبدل فرکانس اجازه دهد تا به طور عادی کار کند.
همچنین یک وضعیت خاص در کنترل برداری وجود دارد که در آن جهت گشتاور و سرعت موتور برعکس است، یا هنگام کار با سرعت صفر با خروجی گشتاور ۱۰۰٪. به عنوان مثال، هنگامی که جرثقیل یک جسم سنگین را رها میکند و در هوا متوقف میشود، یا هنگام سیم پیچی مجدد، کنترل گشتاور مورد نیاز است. موتور باید در حالت ژنراتور کار کند و جریان مداوم به خازن باس شارژ میشود. از طریق مقاومت ترمز، این انرژی میتواند به موقع مصرف شود تا تعادل و پایداری ولتاژ باس حفظ شود.
بسیاری از مبدلهای فرکانس کوچک، مانند مبدلهای ۳.۷ کیلوواتی، اغلب دارای واحدهای ترمز و مقاومتهای ترمز داخلی هستند، احتمالاً به دلیل در نظر گرفتن کاهش خازن باس، در حالی که مقاومتها و واحدهای ترمز کممصرف چندان گران نیستند.