หน่วยเบรกตัวแปลงความถี่คืออะไรและมีความสัมพันธ์กับความต้านทานการเบรก

ผู้จัดจำหน่ายอุปกรณ์สนับสนุนตัวแปลงความถี่ขอเตือนว่าในระบบควบคุมความเร็วการแปลงความถี่ วิธีการลดความเร็วพื้นฐานคือการค่อยๆ ลดความถี่ที่กำหนด เมื่อความเฉื่อยของระบบลากมีค่ามาก ความเร็วมอเตอร์ที่ลดลงจะไม่สามารถตามทันความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสที่ลดลงได้ นั่นคือ ความเร็วจริงของมอเตอร์จะสูงกว่าความเร็วซิงโครนัส ณ เวลานี้ ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กที่ขดลวดโรเตอร์ของมอเตอร์ตัดจะตรงข้ามกับทิศทางการทำงานของมอเตอร์ที่ความเร็วคงที่ ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและกระแสของขดลวดโรเตอร์ก็ตรงข้ามกับทิศทางการหมุนของมอเตอร์เช่นกัน และมอเตอร์จะสร้างแรงบิดเชิงลบ ณ เวลานี้ มอเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และระบบจะอยู่ในสถานะเบรกแบบฟื้นฟู พลังงานจลน์ของระบบลากจะถูกป้อนกลับไปยังบัส DC ของตัวแปลงความถี่ ทำให้แรงดันไฟฟ้าของบัส DC เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและอาจถึงระดับอันตราย (เช่น ความเสียหายต่อตัวแปลงความถี่)

1、ภาพรวมของชุดเบรก

ชุดเบรก หรือที่รู้จักกันในชื่อ "ชุดเบรกแบบใช้พลังงานเฉพาะตัวแปลงความถี่" หรือ "ชุดป้อนกลับพลังงานเฉพาะตัวแปลงความถี่" ส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมสถานการณ์ที่มีภาระทางกลหนักและต้องการความเร็วในการเบรกสูงมาก โดยจะใช้พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายคืนจากมอเตอร์ผ่านตัวต้านทานเบรก หรือส่งพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายคืนกลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ

2、 ฟังก์ชั่นของชุดเบรก

เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าหยุดทำงานอย่างรวดเร็ว จะส่งพลังงานกลับคืนไปยังตัวแปลงความถี่ ทำให้แรงดันไฟฟ้าของบัส DC เพิ่มขึ้น และอาจสร้างความเสียหายให้กับ IGBT ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ชุดเบรกเพื่อใช้พลังงานนี้เพื่อป้องกันตัวแปลงความถี่

3、 วิธีการเบรกของตัวแปลงความถี่

1. การเบรกแบบพาวเวอร์

หมายถึงวิธีการใช้ชุดตัวต้านทานเบรกในวงจร DC เพื่อดูดซับพลังงานที่สร้างใหม่ของมอเตอร์

2. การเบรกแบบป้อนกลับ

โดยมุ่งเป้าไปที่ตัวแปลงความถี่ประเภทกระแสไฟฟ้าหรือตัวแปลงความถี่ประเภทแรงดันไฟฟ้าเป็นหลัก โดยมีอินเวอร์เตอร์ติดตั้งอยู่ในส่วนการแก้ไข พลังงานที่สร้างใหม่ของมอเตอร์จะถูกป้อนกลับไปยังกริดไฟฟ้ากระแสสลับ

3. ไดรฟ์อินเวอร์เตอร์หลายตัวพร้อมบัส DC ร่วมกัน

พลังงานหมุนเวียนของมอเตอร์ A จะถูกป้อนกลับไปยังบัส DC ทั่วไป แล้วจึงถูกนำไปใช้โดยมอเตอร์ B ไดรฟ์อินเวอร์เตอร์หลายตัวที่มีบัส DC ร่วมกันสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ได้แก่ บัส DC แบบสมดุลที่ใช้ร่วมกัน และบัสวงจร DC แบบสมดุลที่ใช้ร่วมกัน วิธีการใช้บัส DC แบบสมดุลที่ใช้ร่วมกันคือการใช้โมดูลเชื่อมต่อเพื่อเชื่อมต่อกับบัสวงจร DC โมดูลเชื่อมต่อประกอบด้วยรีแอคเตอร์ ฟิวส์ และคอนแทคเตอร์ ซึ่งต้องออกแบบแยกกันตามสถานการณ์เฉพาะ ตัวแปลงความถี่แต่ละตัวมีความเป็นอิสระต่อกันและสามารถเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อจากบัส DC ได้ตามต้องการ วิธีการใช้บัสวงจร DC แบบสมดุลที่ใช้ร่วมกันคือการเชื่อมต่อเฉพาะส่วนของอินเวอร์เตอร์เข้ากับบัส DC ทั่วไป

4. การเบรกแบบ DC

เมื่อตัวแปลงความถี่จ่ายกระแสไฟฟ้าตรงไปยังสเตเตอร์ของมอเตอร์ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะอยู่ในสถานะการเบรกที่สิ้นเปลืองพลังงาน ในกรณีนี้ ความถี่เอาต์พุตของตัวแปลงความถี่จะเป็นศูนย์ และสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ของมอเตอร์จะไม่หมุนอีกต่อไป โรเตอร์ที่หมุนจะตัดผ่านสนามแม่เหล็กสถิตนี้และสร้างแรงบิดในการเบรก พลังงานจลน์ที่เก็บไว้ในระบบหมุนจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและนำไปใช้ในวงจรโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า

4、 ฟังก์ชั่นของตัวต้านทานเบรก

ในระหว่างกระบวนการลดความถี่ในการทำงาน มอเตอร์ไฟฟ้าจะอยู่ในสถานะเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ และพลังงานจลน์ของระบบขับเคลื่อนจะถูกป้อนกลับไปยังวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ทำให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (UD) เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและอาจถึงระดับอันตราย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานที่สร้างพลังงานใหม่ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อรักษา UD ให้อยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ โดยใช้ตัวต้านทานเบรกเพื่อใช้พลังงานนี้

ตัวแปลงความถี่แต่ละตัวจะมีชุดเบรก (ตัวต้านทานเบรกเป็นกำลังต่ำ ส่วนทรานซิสเตอร์กำลังสูงเป็นทรานซิสเตอร์ GTR และวงจรขับเคลื่อนเป็นกำลังต่ำในตัว และกำลังสูงเป็นภายนอก)

5、 กระบวนการเบรกของชุดเบรกและตัวต้านทานเบรก

1. เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานช้าลงภายใต้แรงภายนอก มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในสถานะกำเนิดพลังงาน ซึ่งผลิตพลังงานทดแทน แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่สร้างขึ้นจะถูกแก้ไขโดยสะพานสามเฟสที่ควบคุมอย่างสมบูรณ์ ประกอบด้วยไดโอดอิสระหกตัวในส่วนอินเวอร์เตอร์ของตัวแปลงความถี่ ซึ่งจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าบัส DC ภายในตัวแปลงความถี่อย่างต่อเนื่อง

2. เมื่อแรงดันไฟฟ้า DC ถึงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นของชุดเบรก) ท่อสวิตช์ไฟฟ้าของชุดเบรกจะเปิดขึ้นและกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านตัวต้านทานเบรก

3. ตัวต้านทานการเบรกจะระบายความร้อน ดูดซับพลังงานที่สร้างใหม่ ลดความเร็วของมอเตอร์ และลดแรงดันไฟฟ้า DC ของบัสตัวแปลงความถี่

4. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของบัส DC ลดลงถึงระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (แรงดันไฟฟ้าหยุดของชุดเบรก) ทรานซิสเตอร์กำลังของชุดเบรกจะปิด ณ จุดนี้ จะไม่มีกระแสเบรกไหลผ่านตัวต้านทาน และตัวต้านทานเบรกจะระบายความร้อนตามธรรมชาติ ส่งผลให้อุณหภูมิของตัวเองลดลง

5. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของบัส DC เพิ่มขึ้นอีกครั้งเพื่อเปิดใช้งานหน่วยเบรก หน่วยเบรกจะทำซ้ำกระบวนการข้างต้นเพื่อปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของบัสและเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทำงานได้ปกติ