Поставщик тормозного блока преобразователя частоты напоминает, что в системе управления скоростью с преобразованием частоты основным методом снижения скорости является постепенное снижение заданной частоты. При большой инерции тормозной системы снижение скорости двигателя не будет соответствовать снижению синхронной скорости двигателя, то есть фактическая скорость двигателя будет выше его синхронной скорости. В этот момент направление линий магнитного поля, пересекаемых обмоткой ротора двигателя, прямо противоположно направлению, возникающему при работе двигателя на постоянной скорости. Направление индуцированной электродвижущей силы и тока в обмотке ротора также противоположно направлению вращения двигателя, и двигатель будет создавать отрицательный крутящий момент. В этот момент двигатель фактически является генератором, и система находится в режиме рекуперативного торможения. Кинетическая энергия тормозной системы возвращается в шину постоянного тока преобразователя частоты, что приводит к непрерывному росту напряжения на шине постоянного тока и даже к достижению опасного уровня (например, повреждения преобразователя частоты).
Принцип работы тормозного устройства
Тормозной блок состоит из мощного транзистора GTR и его управляющей схемы. Его функция заключается в добавлении внешнего тормозного компонента для ускорения потребления рекуперированной электроэнергии в случаях, когда конденсатор цепи разряда не может накапливать напряжение в заданном диапазоне или внутренний тормозной резистор не может вовремя её потребить, что приводит к перенапряжению в цепи постоянного тока.
В некоторых приложениях требуется быстрое замедление. Согласно принципу работы асинхронных двигателей, чем больше скольжение, тем больше крутящий момент. Аналогично, тормозной момент будет увеличиваться с увеличением скорости замедления, значительно сокращая время замедления системы, ускоряя обратную связь по энергии и вызывая быстрый рост напряжения шины постоянного тока. Следовательно, энергия обратной связи должна быстро расходоваться, чтобы поддерживать напряжение шины постоянного тока ниже определенного безопасного диапазона. Основная функция системы тормозного блока заключается в быстром рассеивании энергии (которая преобразуется в тепловую энергию тормозным резистором). Он эффективно компенсирует недостатки медленной скорости торможения и малого тормозного момента (≤ 20% от номинального момента) обычных преобразователей частоты и очень подходит для ситуаций, когда требуется быстрое торможение, но частота низкая.
Из-за кратковременной работы тормозного блока, что означает, что время включения питания каждый раз очень короткое, повышение температуры во время включения питания далеко не стабильно; Интервал времени после каждого включения питания больше, в течение которого температура достаточна, чтобы упасть до того же уровня, что и температура окружающей среды. Следовательно, номинальная мощность тормозного резистора будет значительно снижена, и цена также соответственно снизится; Кроме того, из-за того, что есть только один IGBT со временем торможения на уровне мс, переходные показатели производительности для включения и выключения силового транзистора должны быть низкими, и даже время выключения должно быть как можно короче, чтобы уменьшить напряжение импульса выключения и защитить силовой транзистор; Механизм управления относительно прост и легко реализуем. Благодаря вышеуказанным преимуществам он широко используется в потенциальных энергетических нагрузках, таких как краны, и в ситуациях, когда требуется быстрое торможение, но для кратковременной работы.
Функция тормозного блока
1. При замедлении электродвигателя под действием внешней силы он работает в режиме генерации, вырабатывая рекуперативную энергию. Вырабатываемая им трёхфазная электродвижущая сила переменного тока выпрямляется трёхфазным полностью управляемым мостом, состоящим из шести блоков обратной связи по энергии и обратных диодов в инверторной части инвертора, что обеспечивает непрерывное повышение напряжения на шине постоянного тока.
2. Когда напряжение постоянного тока достигает определенного значения (пускового напряжения тормозного блока), силовой выключатель тормозного блока размыкается, и ток протекает через тормозной резистор.
3. Тормозной резистор выделяет тепло, поглощает рекуперативную энергию, снижает скорость двигателя и понижает напряжение на шине постоянного тока преобразователя частоты.
4. При падении напряжения на шине постоянного тока до определённого значения (напряжения остановки тормозного блока) силовой транзистор тормозного блока выключается. В это время тормозной ток через резистор не протекает, и тормозной резистор естественным образом рассеивает тепло, снижая свою температуру.
5. Когда напряжение на шине постоянного тока снова повышается, чтобы активировать тормозной блок, тормозной блок повторит вышеуказанный процесс, чтобы сбалансировать напряжение на шине и обеспечить нормальную работу системы.