Nhà cung cấp bộ hãm biến tần xin nhắc lại rằng trong hệ thống điều khiển tốc độ biến tần, phương pháp giảm tốc độ cơ bản là giảm dần tần số cho trước. Khi quán tính của hệ thống hãm lớn, tốc độ động cơ giảm sẽ không theo kịp tốc độ động cơ đồng bộ giảm, tức là tốc độ thực tế của động cơ cao hơn tốc độ đồng bộ. Lúc này, hướng của các đường sức từ do cuộn dây rôto của động cơ cắt hoàn toàn ngược với hướng vận hành tốc độ không đổi của động cơ. Hướng của suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng của cuộn dây rôto cũng ngược với hướng quay của động cơ, và động cơ sẽ tạo ra mô-men xoắn âm. Lúc này, động cơ thực chất là một máy phát điện, và hệ thống đang ở trạng thái hãm tái sinh. Động năng của hệ thống hãm được đưa trở lại bus DC của biến tần, khiến điện áp bus DC liên tục tăng và thậm chí đạt đến mức nguy hiểm (chẳng hạn như hư hỏng biến tần).
Nguyên lý hoạt động của bộ phận phanh
Bộ hãm bao gồm một transistor công suất cao GTR và mạch điều khiển của nó. Chức năng của nó là bổ sung một linh kiện hãm bên ngoài để tăng tốc độ tiêu thụ năng lượng điện tái tạo khi tụ điện liên kết dòng xả không thể lưu trữ trong phạm vi điện áp quy định hoặc điện trở hãm bên trong không thể tiêu thụ kịp thời, dẫn đến quá áp ở phần DC.
Trong một số ứng dụng, cần phải giảm tốc nhanh. Theo nguyên lý của động cơ không đồng bộ, độ trượt càng lớn thì mô-men xoắn càng lớn. Tương tự, mô-men xoắn phanh sẽ tăng khi tốc độ giảm tốc tăng, rút ngắn đáng kể thời gian giảm tốc của hệ thống, tăng tốc phản hồi năng lượng và khiến điện áp bus DC tăng nhanh. Do đó, năng lượng phản hồi phải được tiêu thụ nhanh để duy trì điện áp bus DC dưới một phạm vi an toàn nhất định. Chức năng chính của hệ thống phanh là nhanh chóng tiêu tán năng lượng (được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt bởi điện trở phanh). Nó bù đắp hiệu quả những nhược điểm của tốc độ phanh chậm và mô-men xoắn phanh nhỏ (≤ 20% mô-men xoắn định mức) của các bộ biến tần thông thường và rất phù hợp cho các trường hợp cần phanh nhanh nhưng tần số thấp.
Do hoạt động ngắn hạn của đơn vị phanh, có nghĩa là thời gian bật nguồn rất ngắn mỗi lần, nhiệt độ tăng trong thời gian bật nguồn không ổn định; Khoảng thời gian sau mỗi lần bật nguồn dài hơn, trong thời gian đó nhiệt độ đủ để giảm xuống cùng mức với nhiệt độ môi trường. Do đó, công suất định mức của điện trở phanh sẽ giảm đáng kể và giá cũng sẽ giảm theo; Ngoài ra, do thực tế là chỉ có một IGBT có thời gian phanh ở mức ms, các chỉ số hiệu suất thoáng qua để bật và tắt bóng bán dẫn công suất được yêu cầu phải thấp và thậm chí thời gian tắt cũng được yêu cầu phải càng ngắn càng tốt để giảm điện áp xung tắt và bảo vệ bóng bán dẫn công suất; Cơ chế điều khiển tương đối đơn giản và dễ thực hiện. Do những ưu điểm trên, nó được sử dụng rộng rãi trong các tải năng lượng tiềm ẩn như cần cẩu và trong các tình huống cần phanh nhanh nhưng đối với công việc ngắn hạn.
Chức năng của bộ phận phanh
1. Khi động cơ điện giảm tốc dưới tác động của ngoại lực, nó hoạt động ở chế độ phát điện, tạo ra năng lượng tái tạo. Suất điện động xoay chiều ba pha do nó tạo ra được chỉnh lưu bởi một cầu ba pha được điều khiển hoàn toàn, bao gồm sáu bộ phản hồi năng lượng riêng biệt của biến tần và các điốt tự do trong phần biến tần của biến tần, giúp liên tục tăng điện áp bus DC bên trong biến tần.
2. Khi điện áp DC đạt đến một điện áp nhất định (điện áp khởi động của bộ phanh), ống công tắc nguồn của bộ phanh mở ra và dòng điện chạy qua điện trở phanh.
3. Điện trở phanh giải phóng nhiệt, hấp thụ năng lượng tái tạo, giảm tốc độ động cơ và giảm điện áp bus DC của bộ biến tần.
4. Khi điện áp bus DC giảm xuống một mức điện áp nhất định (điện áp dừng của bộ hãm), transistor công suất của bộ hãm sẽ tắt. Lúc này, dòng điện hãm không chạy qua điện trở, và điện trở hãm sẽ tự tản nhiệt, làm giảm nhiệt độ của chính nó.
5. Khi điện áp của bus DC tăng trở lại để kích hoạt bộ phận phanh, bộ phận phanh sẽ lặp lại quá trình trên để cân bằng điện áp bus và đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường.