Доставчикът на оборудване за поддържане на честотни преобразуватели ви напомня, че в системата за управление на скоростта с честотно преобразуване, основният метод за намаляване на скоростта е постепенното намаляване на зададената честота. Когато инерцията на плъзгащата система е голяма, намаляването на скоростта на двигателя няма да се изравни с намаляването на синхронната скорост на двигателя, т.е. действителната скорост на двигателя е по-висока от неговата синхронна скорост. В този момент посоката на линиите на магнитното поле, пресичани от роторната намотка на двигателя, е точно противоположна на тази при работа с постоянна скорост на двигателя. Посоката на индуцираната електродвижеща сила и ток на роторната намотка също е противоположна на тази на посоката на въртене на двигателя и двигателят ще генерира отрицателен въртящ момент. В този момент двигателят всъщност е генератор и системата е в състояние на регенеративно спиране. Кинетичната енергия на плъзгащата система се подава обратно към DC шината на честотния преобразувател, което води до непрекъснато повишаване на напрежението на DC шината и дори достигане на опасно ниво (като например повреда на честотния преобразувател).
1. Преглед на спирачния блок
Спирачният блок, известен още като „спирачен блок със специфична консумация на енергия от честотен преобразувател“ или „блок за обратна връзка със специфична енергия от честотен преобразувател“, се използва главно за управление на ситуации с големи механични натоварвания и изисквания за много бърза скорост на спиране. Той консумира регенерираната електрическа енергия, генерирана от двигателя чрез спирачния резистор, или връща регенерираната електрическа енергия обратно към захранването.
2. Функцията на спирачния блок
Когато електродвигателят спре бързо, той ще върне енергия към честотния преобразувател, което ще доведе до повишаване на напрежението на DC шината и дори до повреда на IGBT транзистора. Следователно е необходим спирачен модул, който да консумира тази енергия и да предпази честотния преобразувател.
3. Метод на спиране на честотния преобразувател
1. Серво спиране.
Отнася се до метода за използване на спирачния резистор, включен в DC веригата, за абсорбиране на регенеративната енергия на двигателя.
2. Спиране с обратна връзка.
Насочени главно към честотни преобразуватели от токов тип или честотни преобразуватели от напреженов тип с инвертори, инсталирани в секцията за изправяне, регенеративната енергия на двигателя се подава обратно към променливотоковата електрическа мрежа.
3. Многоинверторно задвижване със споделена DC шина.
Регенеративната енергия на двигател A се подава обратно към общата DC шина и след това се консумира от двигател B. Мултиинверторните задвижвания със споделена DC шина могат да бъдат разделени на два вида: споделена DC балансирана шина и споделена DC шина. Методът на споделена DC балансирана шина е да се използват свързващи модули за свързване към DC шината. Свързващият модул включва реактори, предпазители и контактори, които трябва да бъдат проектирани отделно според специфичните обстоятелства. Всеки честотен преобразувател има относителна независимост и може да бъде свързан или изключен от DC шината, ако е необходимо. Методът на споделена DC шина е да се свърже само инверторната част към обща DC шина.
4. DC спиране.
Когато честотният преобразувател подава постоянен ток към статора на двигателя, асинхронният двигател е в състояние на спиране с консумация на енергия. В този случай изходната честота на честотния преобразувател е нула и магнитното поле на статора на двигателя вече не се върти. Въртящият се ротор пресича това статично магнитно поле и генерира спирачен момент. Кинетичната енергия, съхранена във въртящата се система, се преобразува в електрическа енергия и се консумира в роторната верига на електродвигателя.
4. Функцията на спирачния резистор
По време на процеса на намаляване на работната честота, електродвигателят ще бъде в състояние на регенеративно спиране и кинетичната енергия на задвижващата система ще се подава обратно към постояннотокова верига, което ще доведе до непрекъснато повишаване на постояннотоковото напрежение UD и дори до достигане на опасно ниво. Следователно е необходимо да се консумира регенерираната в постояннотокова верига енергия, за да се поддържа UD в допустимите граници. Спирачният резистор се използва за консумиране на тази енергия.
Всеки честотен преобразувател има спирачен блок (нискомощният е спирачният резистор, високомощният е високомощният транзистор GTR и неговата управляваща верига), нискомощният е вграден, а високомощният е външен.
5. Процес на спиране на спирачния модул и спирачния резистор
1. Когато електродвигателят намалява скоростта си под въздействието на външна сила, той работи в състояние на генериране, произвеждайки регенеративна енергия. Генерираната от него трифазна променливотокова електродвижеща сила се коригира от трифазен, напълно контролиран мост, съставен от шест диода със свободен ход в инверторната секция на честотния преобразувател, който непрекъснато увеличава напрежението на DC шината вътре в честотния преобразувател.
2. Когато постояннотоковото напрежение достигне определено напрежение (началното напрежение на спирачния блок), тръбата на захранващия ключ на спирачния блок се отваря и токът протича през спирачния резистор.
3. Спирачният резистор отделя топлина, абсорбира регенеративна енергия, намалява скоростта на двигателя и понижава напрежението на DC шината на честотния преобразувател.
4. Когато напрежението на DC шината падне до определено напрежение (напрежение на спиране на спирачния блок), силовият транзистор на спирачния блок се изключва. В този момент през резистора не протича спирачен ток и спирачният резистор естествено разсейва топлината, намалявайки собствената си температура.
5. Когато напрежението на DC шината се повиши отново, за да активира спирачния модул, спирачният модул ще повтори горния процес, за да балансира напрежението на шината и да осигури нормална работа на системата.