Dodavatel brzdné jednotky frekvenčního měniče připomíná, že frekvenční měnič je vybaven dynamickým rezistorem, který slouží především k odběru části energie na kondenzátoru stejnosměrné sběrnice prostřednictvím brzdného rezistoru, aby se zabránilo nadměrnému napětí na kondenzátoru. Teoreticky, pokud kondenzátor ukládá velké množství energie, lze ji použít k jejímu uvolnění pro pohon motoru a zabránit plýtvání energií. Kapacita kondenzátoru je však omezená a omezené je i jeho výdržné napětí. Když napětí na kondenzátoru sběrnice dosáhne určité úrovně, může dojít k jeho poškození a některé mohou dokonce poškodit IGBT tranzistor. Proto je nutné včas uvolnit elektřinu pomocí brzdného rezistoru. Toto uvolnění je ztrátou času a nevyhnutelným řešením.
Sběrnicový kondenzátor je nárazníková zóna, která může pojmout omezenou energii
Po usměrnění veškerého třífázového střídavého proudu a připojení kondenzátorů je normální napětí sběrnice při provozu s plným zatížením přibližně 1,35krát větší, 380 * 1,35 = 513 voltů. Toto napětí bude přirozeně kolísat v reálném čase, ale minimum nemůže být nižší než 480 voltů, jinak se spustí ochrana proti podpětí. Kondenzátory sběrnice se obvykle skládají ze dvou sad elektrolytických kondenzátorů 450 V zapojených do série s teoretickým výdržným napětím 900 V. Pokud napětí sběrnice tuto hodnotu překročí, kondenzátor přímo exploduje, takže napětí sběrnice nemůže dosáhnout tak vysokého napětí 900 V za žádných okolností.
Ve skutečnosti je hodnota výdržného napětí IGBT s třífázovým vstupem 380 V 1200 V, což často vyžaduje provoz v rozsahu 800 V. Vzhledem k tomu, že pokud se napětí zvýší, dojde k problému se setrvačností, tj. pokud okamžitě zapnete brzdný odpor, napětí sběrnice se rychle nesníží. Proto je mnoho frekvenčních měničů navrženo tak, aby začaly pracovat při napětí kolem 700 V prostřednictvím brzdné jednotky, aby se snížilo napětí sběrnice a zabránilo se dalšímu vzestupnému nabíjení.
Jádrem návrhu brzdných odporů je tedy zohlednění napěťového odporu kondenzátorů a IGBT modulů, aby se zabránilo poškození těchto dvou důležitých součástí vysokým napětím sběrnice. Pokud jsou tyto dva typy součástí poškozeny, frekvenční měnič nebude fungovat správně.
Rychlé parkování vyžaduje brzdný odpor a okamžitá akcelerace ho také vyžaduje.
Důvod, proč se napětí sběrnice měniče kmitočtu zvyšuje, je často způsoben tím, že měnič kmitočtu způsobuje, že motor pracuje v elektronickém brzdném stavu, což umožňuje IGBT procházet určitou vodivostní sekvencí, využívat velký indukční proud motoru, který se nemůže náhle změnit, a okamžitě generovat vysoké napětí pro nabíjení kondenzátoru sběrnice. V tomto okamžiku se motor rychle zpomalí. Pokud brzdný rezistor v tomto okamžiku včas nespotřebuje energii sběrnice, napětí sběrnice bude nadále stoupat, což představuje hrozbu pro bezpečnost měniče kmitočtu.
Pokud zátěž není příliš velká a není potřeba rychlé zastavení, není v této situaci nutné použít brzdný rezistor. I když brzdný rezistor nainstalujete, nedojde k aktivaci prahového napětí brzdné jednotky a brzdný rezistor se neuvede do provozu.
Kromě potřeby zvýšit brzdný odpor a brzdnou jednotku pro rychlé brzdění v situacích zpomalování při velkém zatížení je ve skutečnosti nutné, pokud splňuje požadavky na velké zatížení a velmi rychlý čas rozběhu, také koordinovat brzdnou jednotku a brzdný odpor pro rozběh. V minulosti jsem se snažil použít frekvenční měnič k pohonu speciálního děrovacího lisu a doba zrychlení frekvenčního měniče byla navržena na 0,1 sekundy. V tomto případě, při rozběhu s plným zatížením, i když zátěž není příliš velká, je doba zrychlení příliš krátká, což může vést k velmi silným kolísáním napětí sběrnice a může dojít k přepětí nebo nadproudu. Později byla přidána externí brzdná jednotka a brzdný odpor a frekvenční měnič může fungovat normálně. Analýza ukázala, že je to proto, že doba rozběhu je příliš krátká a napětí kondenzátoru sběrnice se okamžitě vyprázdní. Usměrňovač okamžitě nabíjí velký proud, což způsobuje náhlý nárůst napětí sběrnice. To má za následek silné kolísání napětí na sběrnici, které může v okamžiku překročit 700 voltů. Přidáním brzdného rezistoru lze toto kolísavé vysoké napětí včas eliminovat, což umožní normální provoz měniče kmitočtu.
Ve vektorovém řízení existuje také zvláštní situace, kdy jsou směry točivého momentu a otáček motoru opačné, nebo při práci s nulovými otáčkami se 100% výstupním točivým momentem. Například když jeřáb upustí těžký předmět a zastaví se ve vzduchu, nebo při převíjení, je vyžadováno řízení momentu. Motor musí pracovat v generátorovém stavu a trvalý proud se bude zpětně nabíjet do kondenzátoru sběrnice. Prostřednictvím brzdného rezistoru lze tuto energii včas spotřebovat, aby se udržela rovnováha a stabilita napětí sběrnice.
Mnoho malých frekvenčních měničů, například 3,7kW, má často vestavěné brzdné jednotky a brzdné odpory, pravděpodobně kvůli úvaze o snížení kapacity sběrnice, zatímco nízkopříkonové odpory a brzdné jednotky nejsou tak drahé.