Trong hệ thống truyền động bao gồm lưới điện, bộ biến tần, động cơ và tải, năng lượng có thể được truyền hai chiều. Khi động cơ ở chế độ làm việc của động cơ điện, năng lượng điện được truyền từ lưới điện đến động cơ thông qua bộ biến tần, được chuyển đổi thành năng lượng cơ học để dẫn động tải và do đó tải có động năng hoặc thế năng; Khi tải giải phóng năng lượng này để thay đổi trạng thái chuyển động, động cơ được tải dẫn động và chuyển sang chế độ làm việc của máy phát điện, chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện và đưa trở lại bộ biến tần đầu cuối. Những năng lượng phản hồi này được gọi là năng lượng phanh tái tạo, có thể được đưa trở lại lưới điện thông qua bộ biến tần hoặc được tiêu thụ trong các điện trở phanh trên bus DC của bộ biến tần (hãm tiêu thụ năng lượng). Có bốn phương pháp phanh phổ biến cho bộ biến tần.
1、 Phanh tiêu thụ năng lượng
Phương pháp phanh tiêu thụ năng lượng sử dụng bộ cắt và điện trở phanh, đồng thời sử dụng bộ điện trở phanh trong mạch DC để hấp thụ năng lượng điện tái tạo của động cơ, giúp phanh biến tần nhanh chóng.
Ưu điểm của phanh tiêu thụ năng lượng:
Kết cấu đơn giản, không gây ô nhiễm cho lưới điện (so với điều khiển phản hồi) và chi phí thấp;
Nhược điểm của phanh tiêu thụ năng lượng
Hiệu suất hoạt động thấp, đặc biệt là khi phanh thường xuyên, sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng và làm tăng dung lượng của điện trở phanh.
2、Phanh phản hồi
The feedback braking method adopts active inverter technology to invert the regenerated electrical energy into AC power of the same frequency and phase as the power grid and return it to the power grid, thereby achieving braking.
Inverter specific energy feedback braking unit
To achieve energy feedback braking, conditions such as voltage control at the same frequency and phase, feedback current control, etc. are required.
The advantages of feedback braking
It can operate in four quadrants, and the feedback of electrical energy improves the efficiency of the system;
Disadvantages of feedback braking
1. This feedback braking method can only be used under stable grid voltage that is not prone to faults (with grid voltage fluctuations not exceeding 10%). Because during the operation of power generation braking, if the voltage fault time of the power grid is greater than 2ms, commutation failure may occur and the components may be damaged.
2. Harmonic pollution to the power grid during feedback;
3. Complex control and high cost.
3、 DC braking
Definition of DC braking:
DC braking generally refers to when the output frequency of the frequency converter approaches zero and the motor speed decreases to a certain value, the frequency converter changes to introduce DC into the stator winding of the asynchronous motor, forming a static magnetic field. At this time, the motor is in an energy consuming braking state, rotating the rotor to cut the static magnetic field and generate braking torque, causing the motor to quickly stop.
It can be used in situations where accurate parking is required or when the brake motor rotates irregularly due to external factors before starting.
Elements of DC braking:
The DC braking voltage value is essentially the setting of the braking torque. Obviously, the greater the inertia of the driving system, the higher the DC braking voltage value should be. Generally, the rated output voltage of a frequency converter with a DC voltage of around 15-20% is about 60-80V, and some use the percentage of the braking current;
The DC braking time refers to the time it takes to apply DC current to the stator winding, which should be slightly longer than the actual required downtime;
The starting frequency of DC braking, when the operating frequency of the inverter drops to a certain extent, starts to switch from energy consumption braking to DC braking, which is related to the load's requirements for braking time. If there are no strict requirements, the starting frequency of DC braking should be set as small as possible;
4、 Shared DC bus feedback braking
The principle of the shared DC bus feedback braking method is that the regenerative energy of motor A is fed back to the common DC bus, and then the regenerative energy is consumed by motor B;
The shared DC bus feedback braking method can be divided into two types: shared DC balanced bus feedback braking and shared DC circuit bus feedback braking