Leverantören av frekvensomvandlarens bromsenhet påminner dig om att frekvensomvandlaren är utrustad med ett dynamiskt motstånd, huvudsakligen för att förbruka en del av energin på DC-busskondensatorn genom bromsmotståndet, för att undvika överspänning i kondensatorn. I teorin, om en kondensator lagrar mycket energi, kan den användas för att frigöra den för att driva en motor och undvika energislöseri. Kondensatorns kapacitet är dock begränsad, och dess hållspänning är också begränsad. När spänningen på buskondensatorn når en viss nivå kan det skada kondensatorn, och en del kan till och med skada IGBT:n. Därför är det nödvändigt att frigöra elektriciteten genom ett bromsmotstånd i tid. Denna frigöring är slöseri med tid och en oundviklig lösning.
Busskondensatorn är en buffertzon som kan hålla begränsad energi
Efter att all trefas växelström har likriktats och anslutits till kondensatorer, är bussens normala spänning under full belastning ungefär 1,35 gånger 380 * 1,35 = 513 volt. Denna spänning kommer naturligtvis att fluktuera i realtid, men minimum kan inte vara lägre än 480 volt, annars utlöser den ett underspänningslarm. Busskondensatorer består vanligtvis av två uppsättningar 450V elektrolytkondensatorer kopplade i serie, med en teoretisk hållspänning på 900V. Om bussspänningen överstiger detta värde kommer kondensatorn att explodera direkt, så bussspänningen kan inte nå en så hög spänning på 900V oavsett vad.
Faktum är att spänningshållfastheten för en IGBT med trefas 380 volt ingång är 1200 volt, vilket ofta kräver drift inom 800 volt. Med tanke på att om spänningen ökar kommer det att uppstå ett tröghetsproblem, det vill säga om man omedelbart får bromsmotståndet att fungera kommer busspänningen inte att minska snabbt. Därför är många frekvensomvandlare konstruerade för att börja arbeta vid cirka 700 volt genom bromsenheten för att sänka busspänningen och undvika ytterligare uppladdning.
Så kärnan i designen av bromsmotstånd är att beakta spänningsresistansen hos kondensatorer och IGBT-moduler, för att undvika att dessa två viktiga komponenter skadas av bussens höga spänning. Om dessa två typer av komponenter skadas kommer frekvensomvandlaren inte att fungera korrekt.
Snabb parkering kräver ett bromsmotstånd, och omedelbar acceleration kräver det också
Anledningen till att frekvensomvandlarens busspänning ökar beror ofta på att frekvensomvandlaren får motorn att arbeta i ett elektroniskt bromstillstånd, vilket gör att IGBT:n kan passera genom en viss ledningssekvens, utnyttja motorns stora induktansström som inte kan ändras plötsligt, och generera omedelbart hög spänning för att ladda buskondensatorn. Vid denna tidpunkt saktas motorn snabbt ner. Om bromsmotståndet inte förbrukar bussens energi i tid kommer busspänningen att fortsätta att stiga, vilket utgör ett hot mot frekvensomvandlarens säkerhet.
Om lasten inte är särskilt tung och det inte finns något krav på snabb stopp, finns det inget behov av att använda ett bromsmotstånd i denna situation. Även om du installerar ett bromsmotstånd kommer bromsenhetens tröskelspänning inte att utlösas, och bromsmotståndet kommer inte att sättas i drift.
Förutom behovet av att öka bromsmotståndet och bromsenheten för snabb bromsning i situationer med tung belastningsretardation, måste faktiskt bromsenheten och bromsmotståndet också koordineras för start om den uppfyller kraven för tung belastning och mycket snabb starttid. Tidigare försökte jag använda en frekvensomvandlare för att driva en speciell stanspress, och frekvensomvandlarens accelerationstid var konstruerad för att vara 0,1 sekunder. Vid denna tidpunkt, vid start vid full belastning, även om belastningen inte är särskilt tung, är busspänningsfluktuationerna mycket allvarliga på grund av accelerationstiden som är för kort, och överspännings- eller överströmssituationer kan uppstå. Senare lades en extern bromsenhet och bromsmotstånd till, och frekvensomvandlaren kan fungera normalt. Analysen visar att det beror på att starttiden är för kort, och spänningen i buskondensatorn töms omedelbart. Likriktaren laddar omedelbart en stor ström, vilket gör att busspänningen plötsligt ökar. Detta resulterar i kraftiga spänningsfluktuationer på bussen, som kan överstiga 700 volt på ett ögonblick. Med tillägg av ett bromsmotstånd kan denna fluktuerande höga spänning elimineras i tid, vilket gör att frekvensomformaren kan fungera normalt.
Det finns också en speciell situation vid vektorreglering, där motorns vridmoment- och hastighetsriktningar är motsatta, eller när den arbetar vid nollvarvtal med 100 % vridmomentutgång. Till exempel, när en kran släpper ett tungt föremål och stannar i luften, eller vid återlindning, krävs momentreglering. Motorn måste arbeta i generatorläge, och den kontinuerliga strömmen laddas tillbaka till busskondensatorn. Genom bromsmotståndet kan denna energi förbrukas i tid för att upprätthålla balans och stabilitet i bussspänningen.
Många små frekvensomformare, som 3,7 kW, har ofta inbyggda bromsenheter och bromsmotstånd, troligen på grund av att man måste minska busskondensatorn, medan lågeffektmotstånd och bromsenheter inte är så dyra.