Furnizorul de echipamente de asistență pentru convertizorul de frecvență vă reamintește că, în sistemul de control al vitezei cu conversie de frecvență, metoda de bază de reducere a vitezei este reducerea treptată a frecvenței date. Atunci când inerția sistemului de tracțiune este mare, scăderea vitezei motorului nu va ține pasul cu scăderea vitezei motorului sincron, adică viteza reală a motorului este mai mare decât viteza sa sincronă. În acest moment, direcția liniilor de câmp magnetic tăiate de înfășurarea rotorului motorului este exact opusă celei funcționării la viteză constantă a motorului. Direcția forței electromotoare induse și a curentului înfășurării rotorului sunt, de asemenea, opusă celei a direcției de rotație a motorului, iar motorul va produce un cuplu negativ. În acest moment, motorul este de fapt un generator, iar sistemul se află într-o stare de frânare regenerativă. Energia cinetică a sistemului de tracțiune este returnată către magistrala de curent continuu a convertorului de frecvență, determinând creșterea continuă a tensiunii magistralei de curent continuu și chiar atingerea unui nivel periculos (cum ar fi deteriorarea convertorului de frecvență).
1. Prezentare generală a unității de frânare
Unitatea de frânare, cunoscută și sub denumirea de „unitate de frânare cu consum specific de energie al convertorului de frecvență” sau „unitate de feedback energetic specifică convertorului de frecvență”, este utilizată în principal pentru controlul situațiilor cu sarcini mecanice mari și cerințe de viteză de frânare foarte mari. Aceasta consumă energia electrică regenerată generată de motor prin rezistența de frânare sau transmite energia electrică regenerată înapoi către sursa de alimentare.
2. Funcția unității de frânare
Când motorul electric se oprește brusc, acesta va transmite energie către convertorul de frecvență, provocând creșterea tensiunii pe magistrala de curent continuu și chiar deteriorarea IGBT-ului. Prin urmare, este necesară o unitate de frânare pentru a consuma această energie și a proteja convertorul de frecvență.
3. Metoda de frânare a convertorului de frecvență
1. Frână de putere.
Se referă la metoda de utilizare a rezistenței de frânare setate în circuitul de curent continuu pentru a absorbi energia regenerativă a motorului.
2. Frânare cu feedback.
Ținând cont în principal de convertoarele de frecvență de tip curent sau de convertoarele de frecvență de tip tensiune cu invertoare instalate în secțiunea de rectificare, energia regenerativă a motorului este reintrodusă în rețeaua electrică de curent alternativ.
3. Acționare cu invertor multiplu și magistrală de curent continuu partajată.
Energia regenerativă a motorului A este retransmisă către magistrala de curent continuu comună, apoi consumată de motorul B. Unitatea de acționare cu invertor multiplu cu magistrală de curent continuu partajată poate fi împărțită în două tipuri: magistrală de curent continuu echilibrată partajată și magistrală de circuit de curent continuu partajată. Metoda magistralei de curent continuu echilibrate partajate constă în utilizarea unor module de conectare pentru conectarea la magistrala de circuit de curent continuu. Modulul de conectare include reactanțe, siguranțe și contactoare, care trebuie proiectate separat în funcție de circumstanțele specifice. Fiecare convertor de frecvență are o independență relativă și poate fi conectat sau deconectat de la magistrala de curent continuu, după cum este necesar. Metoda magistralei de circuit de curent continuu partajate constă în conectarea doar a componentei invertorului la o magistrală de curent continuu comună.
4. Frânare în curent continuu.
Când convertorul de frecvență aplică curent continuu statorului motorului, motorul asincron se află într-o stare de frânare cu consum de energie. În acest caz, frecvența de ieșire a convertorului de frecvență este zero, iar câmpul magnetic al statorului motorului nu se mai rotește. Rotorul rotativ taie acest câmp magnetic static și generează un cuplu de frânare. Energia cinetică stocată în sistemul rotativ este convertită în energie electrică și consumată în circuitul rotorului motorului electric.
4. Funcția rezistenței de frânare
În timpul procesului de scădere a frecvenței de funcționare, motorul electric va fi într-o stare de frânare regenerativă, iar energia cinetică a sistemului de acționare va fi retransmisă în circuitul de curent continuu, determinând creșterea continuă a tensiunii continue UD și chiar atingerea unui nivel periculos. Prin urmare, este necesar să se consume energia regenerată în circuitul de curent continuu pentru a menține UD în intervalul admis. Rezistența de frânare este utilizată pentru a consuma această energie.
Fiecare convertor de frecvență are o unitate de frânare (puterea redusă este rezistența de frânare, puterea mare este tranzistorul de putere mare GTR și circuitul său de comandă), puterea redusă este încorporată, iar puterea mare este externă.
5. Procesul de frânare al unității de frânare și al rezistenței de frânare
1. Când motorul electric decelerează sub acțiunea unei forțe externe, acesta funcționează într-o stare de generare, producând energie regenerativă. Forța electromotoare trifazată de curent alternativ generată de acesta este rectificată de o punte trifazată complet controlată, compusă din șase diode cu mișcare liberă în secțiunea invertorului convertorului de frecvență, care crește continuu tensiunea magistralei de curent continuu din interiorul convertorului de frecvență.
2. Când tensiunea continuă atinge o anumită tensiune (tensiunea de pornire a unității de frânare), tubul comutatorului de alimentare al unității de frânare se deschide și curentul curge prin rezistența de frânare.
3. Rezistența de frânare eliberează căldură, absoarbe energia regenerativă, reduce viteza motorului și scade tensiunea magistralei de curent continuu a convertorului de frecvență.
4. Când tensiunea magistralei de curent continuu scade la o anumită tensiune (tensiunea de oprire a unității de frânare), tranzistorul de putere al unității de frânare se oprește. În acest moment, nu circulă curent de frânare prin rezistor, iar rezistorul de frânare disipă în mod natural căldura, reducându-și propria temperatură.
5. Când tensiunea magistralei de curent continuu crește din nou pentru a activa unitatea de frânare, unitatea de frânare va repeta procesul de mai sus pentru a echilibra tensiunea magistralei și a asigura funcționarea normală a sistemului.