Dobavitelj zavorne enote frekvenčnega pretvornika vas opominja, da je frekvenčni pretvornik opremljen z dinamičnim uporom, ki predvsem porabi del energije na kondenzatorju vodila enosmernega toka prek zavornega upora, da se prepreči prekomerna napetost kondenzatorja. Teoretično, če kondenzator shranjuje veliko energije, jo lahko sprosti za pogon motorja in se tako izognemo izgubi energije. Vendar je kapaciteta kondenzatorja omejena, prav tako pa je omejena tudi njegova vzdržljivostna napetost. Ko napetost kondenzatorja vodila doseže določeno raven, se lahko poškoduje, nekateri pa lahko celo poškodujejo IGBT. Zato je treba pravočasno sprostiti elektriko prek zavornega upora. Ta sprostitev je izguba časa in neizogibna rešitev.
Kondenzator vodila je varovalni pas, ki lahko zadrži omejeno energijo
Ko je vsa trifazna izmenična napetost usmerjena in priključena na kondenzatorje, je normalna napetost vodila med delovanjem s polno obremenitvijo približno 1,35-kratnik, 380 * 1,35 = 513 voltov. Ta napetost bo v realnem času seveda nihala, vendar minimalna vrednost ne sme biti nižja od 480 voltov, sicer se bo sprožil alarm za prenizko napetost. Kondenzatorji vodil so običajno sestavljeni iz dveh nizov elektrolitskih kondenzatorjev 450 V, ki sta vezana zaporedno, s teoretično vzdržno napetostjo 900 V. Če napetost vodila preseže to vrednost, bo kondenzator neposredno eksplodiral, zato napetost vodila ne more doseči tako visoke napetosti 900 V ne glede na vse.
Pravzaprav je vrednost vzdržne napetosti IGBT s trifaznim 380-voltnim vhodom 1200 voltov, kar pogosto zahteva delovanje znotraj 800 voltov. Glede na to, da bo v primeru povečanja napetosti prišlo do težav z vztrajnostjo, torej če takoj aktivirate zavorni upor, se napetost vodila ne bo hitro znižala. Zato so številni frekvenčni pretvorniki zasnovani tako, da začnejo delovati pri približno 700 voltih prek zavorne enote, da znižajo napetost vodila in preprečijo nadaljnje naraščanje polnjenja.
Bistvo načrtovanja zavornih uporov je torej upoštevanje napetostne upornosti kondenzatorjev in IGBT modulov, da se prepreči poškodba teh dveh pomembnih komponent zaradi visoke napetosti vodila. Če sta ti dve vrsti komponent poškodovani, frekvenčni pretvornik ne bo deloval pravilno.
Hitro parkiranje zahteva zavorni upor, prav tako pa ga zahteva takojšnje pospeševanje.
Razlog za povečanje napetosti vodila frekvenčnega pretvornika je pogosto ta, da frekvenčni pretvornik povzroči, da motor deluje v stanju elektronskega zaviranja, kar omogoča, da IGBT prehaja skozi določeno prevodno zaporedje, pri čemer se izkorišča velik induktivni tok motorja, ki se ne more nenadoma spremeniti, in takoj ustvari visoko napetost za polnjenje kondenzatorja vodila. V tem času se motor hitro upočasni. Če zavorni upor v tem času ne porabi energije vodila pravočasno, se bo napetost vodila še naprej povečevala, kar ogroža varnost frekvenčnega pretvornika.
Če obremenitev ni zelo velika in ni potrebe po hitrem zaustavljanju, v tem primeru ni potrebe po uporabi zavornega upora. Tudi če namestite zavorni upor, se delovna pragovna napetost zavorne enote ne bo sprožila in zavorni upor ne bo deloval.
Poleg potrebe po povečanju zavornega upora in zavorne enote za hitro zaviranje v situacijah pojemanja pri velikih obremenitvah je treba, če izpolnjuje zahteve za veliko obremenitev in zelo hiter čas zagona, uskladiti tudi zavorno enoto in zavorni upor za zagon. V preteklosti sem poskušal uporabiti frekvenčni pretvornik za pogon posebne prebijalne stiskalnice, čas pospeševanja frekvenčnega pretvornika pa je bil zasnovan na 0,1 sekunde. V tem primeru, ko se zažene pri polni obremenitvi, čeprav obremenitev ni zelo velika, je zaradi prekratkega časa pospeševanja napetost vodila zelo huda in lahko pride do prenapetosti ali preobremenitve. Kasneje sta bila dodana zunanja zavorna enota in zavorni upor, tako da je frekvenčni pretvornik lahko deloval normalno. V analizi je bilo ugotovljeno, da je to zaradi prekratkega časa zagona, napetost kondenzatorja vodila pa se takoj izprazni. Usmernik takoj napolni velik tok, zaradi česar se napetost vodila nenadoma poveča. To povzroči huda nihanja napetosti na vodilu, ki lahko v trenutku presežejo 700 voltov. Z dodatkom zavornega upora je mogoče to nihajočo visoko napetost pravočasno odpraviti, kar omogoča normalno delovanje frekvenčnega pretvornika.
Pri vektorskem krmiljenju obstaja tudi posebna situacija, kjer sta smeri navora in hitrosti motorja nasprotni ali pri delovanju z ničelno hitrostjo in 100 % izhodnim navorom. Na primer, ko žerjav spusti težek predmet in se ustavi v zraku ali pri previjanju nazaj, je potreben nadzor navora. Motor mora delovati v generatorskem stanju, neprekinjen tok pa se bo polnilo nazaj v kondenzator vodila. Preko zavornega upora se lahko ta energija pravočasno porabi za ohranjanje ravnovesja in stabilnosti napetosti vodila.
Mnogi majhni frekvenčni pretvorniki, kot so tisti z močjo 3,7 kW, imajo pogosto vgrajene zavorne enote in zavorne upore, verjetno zaradi zmanjšanja kondenzatorja vodila, medtem ko upori in zavorne enote z majhno močjo niso tako dragi.