Постачальник гальмівного блоку перетворювача частоти нагадує, що перетворювач частоти оснащений динамічним резистором, який головним чином споживає частину енергії на конденсаторі шини постійного струму через гальмівний резистор, щоб уникнути надмірної напруги на конденсаторі. Теоретично, якщо конденсатор накопичує багато енергії, його можна використовувати для її вивільнення для керування двигуном та запобігання втратам енергії. Однак ємність конденсатора обмежена, як і його витримувана напруга. Коли напруга на конденсаторі шини досягає певного рівня, це може пошкодити його, а деяка частина може навіть пошкодити IGBT. Тому необхідно своєчасно вивільняти електроенергію через гальмівний резистор. Таке вивільнення є марною тратою часу та неминучим рішенням.
Конденсатор шини - це буферна зона, яка може утримувати обмежену енергію
Після випрямлення всієї трифазної змінної напруги та підключення до конденсаторів, нормальна напруга шини під час роботи з повним навантаженням становить приблизно 1,35 раза, 380 * 1,35 = 513 вольт. Ця напруга, природно, коливатиметься в режимі реального часу, але мінімальне значення не може бути нижчим за 480 вольт, інакше спрацює захист від зниження напруги. Конденсатори шини зазвичай складаються з двох комплектів електролітичних конденсаторів на 450 В, з'єднаних послідовно, з теоретичною витримуваною напругою 900 В. Якщо напруга шини перевищить це значення, конденсатор безпосередньо вибухне, тому напруга шини не зможе досягти такої високої напруги 900 В у будь-якому випадку.
Фактично, значення витримуваної напруги IGBT з трифазним входом 380 вольт становить 1200 вольт, що часто вимагає роботи в межах 800 вольт. Враховуючи, що якщо напруга зросте, виникне проблема інерції, тобто якщо негайно увімкнути гальмівний резистор, напруга шини не знизиться швидко. Тому багато перетворювачів частоти розроблені таким чином, щоб починати роботу приблизно при 700 вольтах через гальмівний блок, щоб знизити напругу шини та уникнути подальшого підвищення заряду.
Отже, основою проектування гальмівних резисторів є врахування опору напруги конденсаторів та IGBT модулів, щоб запобігти пошкодженню цих двох важливих компонентів високою напругою шини. Якщо ці два типи компонентів пошкоджені, перетворювач частоти не працюватиме належним чином.
Для швидкого паркування потрібен гальмівний резистор, а для миттєвого прискорення також потрібен
Причина збільшення напруги шини перетворювача частоти часто полягає в тому, що перетворювач частоти змушує двигун працювати в режимі електронного гальмування, дозволяючи IGBT проходити через певну послідовність провідності, використовуючи великий струм індуктивності двигуна, який не може раптово змінитися, та миттєво генеруючи високу напругу для заряджання конденсатора шини. У цей час двигун швидко сповільнюється. Якщо гальмівний резистор не споживає енергію шини своєчасно в цей час, напруга шини продовжуватиме зростати, що створює загрозу для безпеки перетворювача частоти.
Якщо навантаження не дуже велике і немає потреби в швидкій зупинці, у цій ситуації немає потреби використовувати гальмівний резистор. Навіть якщо ви встановите гальмівний резистор, робоча порогова напруга гальмівного блоку не спрацює, і гальмівний резистор не введеться в дію.
Окрім необхідності збільшення гальмівного опору та гальмівного блоку для швидкого гальмування в ситуаціях уповільнення при великому навантаженні, насправді, якщо це відповідає вимогам великого навантаження та дуже швидкого часу запуску, гальмівний блок та гальмівний опір також повинні бути скоординовані для запуску. Раніше я намагався використовувати перетворювач частоти для керування спеціальним штампувальним пресом, і час розгону перетворювача частоти був розрахований на 0,1 секунди. У цей час, під час запуску з повним навантаженням, хоча навантаження не дуже велике, через занадто короткий час розгону, коливання напруги шини дуже значні, і можуть виникнути ситуації перенапруги або перевантаження по струму. Пізніше були додані зовнішній гальмівний блок та гальмівний опір, і перетворювач частоти може працювати нормально. Аналіз показав, що це відбувається через занадто короткий час запуску, і напруга конденсатора шини миттєво розряджається. Випрямляч миттєво заряджає великий струм, що призводить до раптового збільшення напруги шини. Це призводить до сильних коливань напруги на шині, які можуть миттєво перевищити 700 вольт. Завдяки додаванню гальмівного резистора, це коливання високої напруги можна своєчасно усунути, що дозволить перетворювачу частоти працювати нормально.
Також існує особлива ситуація у векторному керуванні, коли напрямки крутного моменту та швидкості двигуна протилежні, або під час роботи на нульовій швидкості зі 100% вихідним крутним моментом. Наприклад, коли кран скидає важкий предмет і зупиняється в повітрі, або під час перемотування, потрібне керування крутним моментом. Двигун повинен працювати в режимі генератора, і безперервний струм буде заряджатися назад у конденсатор шини. Через гальмівний резистор ця енергія може своєчасно споживатися для підтримки балансу та стабільності напруги шини.
Багато невеликих перетворювачів частоти, таких як 3,7 кВт, часто мають вбудовані гальмівні блоки та гальмівні резистори, ймовірно, через необхідність зменшення ємності шинного конденсатора, тоді як малопотужні резистори та гальмівні блоки не такі дорогі.