Постачальник гальмівного блоку з перетворювачем частоти нагадує, що в системі керування швидкістю з перетворенням частоти основним методом зниження швидкості є поступове зниження заданої частоти. Коли інерція гальмівної системи велика, зниження швидкості двигуна не встигатиме за зниженням швидкості синхронного двигуна, тобто фактична швидкість двигуна вища за його синхронну швидкість. У цей час напрямок ліній магнітного поля, що перетинаються обмоткою ротора двигуна, прямо протилежний напрямку роботи двигуна з постійною швидкістю. Напрямок індукованої електрорушійної сили та струму обмотки ротора також протилежний напрямку обертання двигуна, і двигун створюватиме негативний крутний момент. У цей час двигун фактично є генератором, а система знаходиться в стані рекуперативного гальмування. Кінетична енергія гальмівної системи подається назад на шину постійного струму перетворювача частоти, що призводить до постійного зростання напруги на шині постійного струму, яка навіть досягає небезпечного рівня (наприклад, пошкодження перетворювача частоти).
Принцип роботи гальмівного вузла
Гальмівний блок складається з потужного транзистора GTR та його схеми керування. Його функція полягає в додаванні зовнішнього гальмівного компонента для прискорення споживання рекуперованої електричної енергії, коли конденсатор струму розряду не може накопичити напругу в межах заданого діапазону або внутрішній гальмівний резистор не може вчасно її спожити, що призводить до перенапруги в частині постійного струму.
У певних випадках потрібне швидке уповільнення. Згідно з принципом асинхронних двигунів, чим більше ковзання, тим більший крутний момент. Аналогічно, гальмівний момент зростатиме зі збільшенням швидкості уповільнення, що значно скорочує час уповільнення системи, прискорює зворотний зв'язок по енергії та призводить до швидкого зростання напруги шини постійного струму. Тому енергія зворотного зв'язку повинна швидко споживатися, щоб підтримувати напругу шини постійного струму нижче певного безпечного діапазону. Основна функція гальмівного блоку полягає в швидкому розсіюванні енергії (яка перетворюється на теплову енергію гальмівним резистором). Це ефективно компенсує недоліки низької швидкості гальмування та малого гальмівного моменту (≤ 20% номінального крутного моменту) звичайних перетворювачів частоти та дуже підходить для ситуацій, коли потрібне швидке гальмування, але частота низька.
Через короткочасну роботу гальмівного блоку, що означає, що час увімкнення живлення щоразу дуже короткий, підвищення температури під час увімкнення живлення далеко не стабільне; інтервал часу після кожного увімкнення живлення довший, протягом якого температура достатньо опуститься до того ж рівня, що й температура навколишнього середовища. Тому номінальна потужність гальмівного резистора значно зменшиться, а отже, і ціна також знизиться відповідно; крім того, через те, що існує лише один IGBT з часом гальмування на рівні мс, показники перехідної роботи для увімкнення та вимкнення силового транзистора повинні бути низькими, і навіть час вимкнення має бути якомога коротшим, щоб зменшити імпульсну напругу вимкнення та захистити силовий транзистор; механізм керування є відносно простим і легким у реалізації. Завдяки вищезазначеним перевагам він широко використовується в потенційних енергетичних навантаженнях, таких як крани, та в ситуаціях, коли потрібне швидке гальмування, але для короткочасної роботи.
Функція гальмівного блоку
1. Коли електродвигун гальмує під дією зовнішньої сили, він працює в режимі генерації, виробляючи рекуперативну енергію. Генерована ним електрорушійна сила трифазного змінного струму випрямляється трифазним повністю керованим мостом, що складається з шести блоків зворотного зв'язку за енергією, що специфічна для інвертора, та діодів вільного ходу в інверторній секції інвертора, що постійно підвищує напругу шини постійного струму всередині інвертора.
2. Коли напруга постійного струму досягає певної напруги (пускової напруги гальмівного блоку), трубка вимикача живлення гальмівного блоку вимикається, і струм протікає через гальмівний резистор.
3. Гальмівний резистор виділяє тепло, поглинає рекуперативну енергію, зменшує швидкість двигуна та знижує напругу шини постійного струму перетворювача частоти.
4. Коли напруга шини постійного струму падає до певного рівня (напруга зупинки гальмівного блоку), силовий транзистор гальмівного блоку вимикається. У цей час через резистор не протікає гальмівний струм, і гальмівний резистор природним чином розсіює тепло, знижуючи власну температуру.
5. Коли напруга шини постійного струму знову зростає, що призводить до активації гальмівного блоку, він повторить вищезазначений процес, щоб збалансувати напругу шини та забезпечити нормальну роботу системи.