Dodávateľ brzdovej jednotky s frekvenčným meničom pripomína, že v systéme riadenia rýchlosti s frekvenčnou konverziou je základnou metódou znižovania rýchlosti postupné znižovanie danej frekvencie. Keď je zotrvačnosť brzdového systému veľká, pokles rýchlosti motora nebude držať krok so znižovaním synchrónnych otáčok motora, to znamená, že skutočná rýchlosť motora je vyššia ako jeho synchrónna rýchlosť. V tomto čase je smer siločiar magnetického poľa prerezaných vinutím rotora motora presne opačný ako pri prevádzke motora s konštantnou rýchlosťou. Smer indukovanej elektromotorickej sily a prúdu vinutím rotora je tiež opačný ako smer otáčania motora a motor vytvára záporný krútiaci moment. V tomto čase je motor v skutočnosti generátor a systém je v stave regeneratívneho brzdenia. Kinetická energia brzdového systému sa privádza späť do jednosmernej zbernice frekvenčného meniča, čo spôsobuje neustály nárast napätia na jednosmernej zbernici a dokonca dosahuje nebezpečnú úroveň (napríklad poškodenie frekvenčného meniča).
Princíp činnosti brzdovej jednotky
Brzdná jednotka pozostáva z vysokovýkonného tranzistora GTR a jeho budiaceho obvodu. Jej funkciou je pridať externý brzdný komponent na urýchlenie spotreby regenerovanej elektrickej energie, keď vybíjací prúdový prepojovací kondenzátor nedokáže uskladniť napätie v špecifikovanom rozsahu alebo interný brzdný odpor nedokáže včas spotrebovať energiu, čo vedie k prepätiu v jednosmernej časti.
V určitých aplikáciách je potrebné rýchle spomalenie. Podľa princípu asynchrónnych motorov platí, že čím väčší je sklz, tým väčší je krútiaci moment. Podobne sa brzdný moment zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou spomalenia, čo výrazne skracuje čas spomalenia systému, zrýchľuje spätnú väzbu energie a spôsobuje rýchly nárast napätia na jednosmernej zbernici. Preto sa musí energia spätnej väzby rýchlo spotrebovať, aby sa napätie na jednosmernej zbernici udržalo pod určitým bezpečným rozsahom. Hlavnou funkciou brzdovej jednotky je rýchle rozptýlenie energie (ktorú brzdný odpor premieňa na tepelnú energiu). Účinne kompenzuje nevýhody pomalej brzdnej rýchlosti a malého brzdného momentu (≤ 20 % menovitého krútiaceho momentu) bežných frekvenčných meničov a je veľmi vhodný v situáciách, keď je potrebné rýchle brzdenie, ale frekvencia je nízka.
Vzhľadom na krátkodobú prevádzku brzdovej jednotky, čo znamená, že čas zapnutia je zakaždým veľmi krátky, nie je nárast teploty počas času zapnutia ani zďaleka stabilný; Časový interval po každom zapnutí je dlhší, počas ktorého teplota stačí na pokles na rovnakú úroveň ako teplota okolia. Preto sa menovitý výkon brzdného odporu výrazne zníži a zodpovedajúcim spôsobom sa zníži aj cena; Okrem toho, vzhľadom na to, že existuje iba jeden IGBT s časom brzdenia na úrovni ms, musia byť ukazovatele prechodového výkonu pre zapnutie a vypnutie výkonového tranzistora nízke a dokonca aj čas vypnutia musí byť čo najkratší, aby sa znížilo napätie vypínacieho impulzu a chránil výkonový tranzistor; Riadiaci mechanizmus je relatívne jednoduchý a ľahko implementovateľný. Vďaka vyššie uvedeným výhodám sa široko používa pri potenciálnych energetických záťažiach, ako sú žeriavy, a v situáciách, kde je potrebné rýchle brzdenie, ale len na krátkodobú prácu.
Funkcia brzdovej jednotky
1. Keď elektromotor spomaľuje pod vonkajšou silou, pracuje v generátorovom stave a produkuje regeneratívnu energiu. Trojfázová striedavá elektromotorická sila, ktorú generuje, je usmerňovaná trojfázovým plne riadeným mostíkom zloženým zo šiestich jednotiek spätnej väzby energie špecifickej pre menič a voľnobežných diód v invertorovej časti meniča, čo kontinuálne zvyšuje napätie jednosmernej zbernice vo vnútri meniča.
2. Keď jednosmerné napätie dosiahne určitú hodnotu (štartovacie napätie brzdovej jednotky), vypínač brzdovej jednotky sa otvorí a prúd preteká cez brzdový odpor.
3. Brzdný odpor uvoľňuje teplo, absorbuje regeneračnú energiu, znižuje otáčky motora a znižuje napätie jednosmernej zbernice frekvenčného meniča.
4. Keď napätie jednosmernej zbernice klesne na určitú hodnotu (napätie zastavenia brzdnej jednotky), výkonový tranzistor brzdnej jednotky sa vypne. V tomto okamihu cez rezistor nepreteká žiadny brzdný prúd a brzdný rezistor prirodzene odvádza teplo, čím sa znižuje jeho vlastná teplota.
5. Keď napätie na jednosmernej zbernici opäť stúpne, aby sa aktivovala brzdová jednotka, brzdová jednotka zopakuje vyššie uvedený proces, aby vyrovnala napätie na zbernici a zabezpečila normálnu prevádzku systému.