El proveedor de equipos auxiliares para convertidores de frecuencia le recuerda que, en el sistema de control de velocidad de conversión de frecuencia, el método básico de reducción de velocidad consiste en reducir gradualmente la frecuencia dada. Cuando la inercia del sistema de arrastre es elevada, la disminución de la velocidad del motor no se corresponde con la disminución de la velocidad del motor síncrono; es decir, la velocidad real del motor es superior a su velocidad síncrona. En este caso, la dirección de las líneas de campo magnético cortadas por el devanado del rotor del motor es exactamente opuesta a la de su funcionamiento a velocidad constante. La dirección de la fuerza electromotriz inducida y la corriente del devanado del rotor también son opuestas a la dirección de rotación del motor, lo que produce un par negativo. En este caso, el motor funciona como un generador y el sistema se encuentra en estado de frenado regenerativo. La energía cinética del sistema de arrastre se retroalimenta al bus de CC del convertidor de frecuencia, lo que provoca un aumento continuo de la tensión del bus de CC, alcanzando incluso niveles peligrosos (como daños en el convertidor de frecuencia).
1、 Descripción general de la unidad de frenado
La unidad de frenado, también conocida como "unidad de frenado de consumo energético específico del convertidor de frecuencia" o "unidad de realimentación de energía específica del convertidor de frecuencia", se utiliza principalmente para controlar situaciones con cargas mecánicas elevadas y requisitos de velocidad de frenado muy elevados. Consume la energía eléctrica regenerada generada por el motor a través de la resistencia de frenado o la realimenta a la fuente de alimentación.
2、 La función de la unidad de frenado
Cuando el motor eléctrico se detiene rápidamente, retroalimenta energía al convertidor de frecuencia, lo que provoca un aumento de la tensión del bus de CC e incluso daña el IGBT. Por lo tanto, se necesita una unidad de frenado que absorba esta energía para proteger el convertidor de frecuencia.
3、 Método de frenado del convertidor de frecuencia
1. Frenado asistido.
Se refiere al método de utilizar la resistencia de frenado instalada en el circuito de CC para absorber la energía regenerativa del motor.
2. Frenado por retroalimentación.
Dirigido principalmente a convertidores de frecuencia de tipo corriente o convertidores de frecuencia de tipo tensión con inversores instalados en la sección de rectificación, la energía regenerativa del motor se devuelve a la red eléctrica de CA.
3. Variador de frecuencia multiinversor con bus CC compartido.
La energía regenerativa del motor A se realimenta al bus de CC común y es consumida por el motor B. El variador multiinversor con bus de CC compartido se divide en dos tipos: bus de CC balanceado compartido y bus de circuito de CC compartido. El método de bus de CC balanceado compartido consiste en utilizar módulos de conexión para conectarse al bus de circuito de CC. El módulo de conexión incluye reactancias, fusibles y contactores, que deben diseñarse por separado según las circunstancias específicas. Cada convertidor de frecuencia es relativamente independiente y puede conectarse o desconectarse del bus de CC según sea necesario. El método de bus de circuito de CC compartido consiste en conectar únicamente el inversor a un bus de CC común.
4. Frenado CC.
Cuando el convertidor de frecuencia aplica corriente continua al estator del motor, el motor asíncrono se encuentra en estado de frenado por consumo de energía. En este caso, la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia es cero y el campo magnético del estator del motor deja de girar. El rotor rotatorio atraviesa este campo magnético estático y genera par de frenado. La energía cinética almacenada en el sistema rotatorio se convierte en energía eléctrica y se consume en el circuito del rotor del motor eléctrico.
4、 La función de la resistencia de frenado
Durante la disminución de la frecuencia de operación, el motor eléctrico se encuentra en estado de frenado regenerativo, y la energía cinética del sistema de accionamiento se retroalimenta al circuito de CC, lo que provoca que la tensión de CC UD aumente continuamente e incluso alcance un nivel peligroso. Por lo tanto, es necesario consumir la energía regenerada en el circuito de CC para mantener UD dentro del rango permitido. La resistencia de frenado se utiliza para consumir esta energía.
Cada convertidor de frecuencia tiene una unidad de frenado (la de baja potencia es la resistencia de frenado, la de alta potencia es el transistor de alta potencia GTR y su circuito de accionamiento), la de baja potencia está incorporada y la de alta potencia es externa.
5、 Proceso de frenado de la unidad de frenado y la resistencia de frenado
1. Cuando el motor eléctrico desacelera bajo una fuerza externa, opera en estado generador, produciendo energía regenerativa. La fuerza electromotriz de CA trifásica generada se rectifica mediante un puente trifásico totalmente controlado, compuesto por seis diodos de rueda libre, en la sección inversora del convertidor de frecuencia, que aumenta continuamente la tensión del bus de CC dentro del convertidor.
2. Cuando el voltaje de CC alcanza un cierto voltaje (el voltaje de arranque de la unidad de frenado), el tubo del interruptor de potencia de la unidad de frenado se abre y la corriente fluye a través de la resistencia de frenado.
3. La resistencia de frenado libera calor, absorbe energía regenerativa, reduce la velocidad del motor y disminuye el voltaje del bus de CC del convertidor de frecuencia.
4. Cuando la tensión del bus de CC cae a una tensión determinada (tensión de parada de la unidad de frenado), el transistor de potencia de la unidad de frenado se desactiva. En este momento, no fluye corriente de frenado a través de la resistencia, y esta disipa calor de forma natural, reduciendo su propia temperatura.
5. Cuando el voltaje del bus de CC aumenta nuevamente para activar la unidad de frenado, la unidad de frenado repetirá el proceso anterior para equilibrar el voltaje del bus y garantizar el funcionamiento normal del sistema.