En el sistema de accionamiento, compuesto por la red eléctrica, el convertidor de frecuencia, el motor y la carga, la energía se puede transmitir bidireccionalmente. Cuando el motor funciona en modo eléctrico, la energía eléctrica se transmite de la red al motor a través del convertidor de frecuencia, convirtiéndose en energía mecánica para accionar la carga, la cual, por lo tanto, posee energía cinética o potencial. Cuando la carga libera esta energía para cambiar su estado de movimiento, el motor, impulsado por la carga, entra en modo generador, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica y realimentándola al convertidor de frecuencia frontal. Estas energías de retroalimentación se denominan energías de frenado regenerativo, que pueden realimentarse a la red a través de un convertidor de frecuencia o consumirse en las resistencias de frenado del bus de CC del convertidor (frenado por consumo de energía). Existen cuatro métodos comunes de frenado para los convertidores de frecuencia.
1、 Consumo de energía al frenar
El método de frenado por consumo de energía utiliza un chopper y una resistencia de frenado, y utiliza la resistencia de frenado configurada en el circuito de CC para absorber la energía eléctrica regenerativa del motor, logrando un frenado rápido del convertidor de frecuencia.
Las ventajas del frenado por consumo energético:
Construcción simple, sin contaminación de la red eléctrica (en comparación con el control de retroalimentación) y bajo costo;
Desventajas del frenado por consumo energético
La eficiencia operativa es baja, especialmente durante el frenado frecuente, lo que consumirá una gran cantidad de energía y aumentará la capacidad de la resistencia de frenado.
2、 Frenado por retroalimentación
El método de frenado por retroalimentación adopta tecnología de inversor activo para invertir la energía eléctrica regenerada en energía CA de la misma frecuencia y fase que la red eléctrica y devolverla a la red eléctrica, logrando así el frenado.
Unidad de frenado con retroalimentación de energía específica del inversor
Para lograr un frenado por retroalimentación de energía, se requieren condiciones como control de voltaje a la misma frecuencia y fase, control de corriente de retroalimentación, etc.
Las ventajas del frenado por retroalimentación
Puede operar en cuatro cuadrantes y la retroalimentación de energía eléctrica mejora la eficiencia del sistema;
Desventajas del frenado por retroalimentación
1. Este método de frenado por retroalimentación solo se puede utilizar con una tensión de red estable y sin riesgo de fallos (con fluctuaciones de tensión de red que no superen el 10%). Dado que, durante el frenado de generación de energía, si el tiempo de fallo de tensión de la red eléctrica es superior a 2 ms, puede producirse un fallo de conmutación y dañar los componentes.
2. Contaminación armónica a la red eléctrica durante la retroalimentación;
3. Control complejo y alto costo.
3、 Frenado de CC
Definición de frenado de CC:
El frenado por CC generalmente se refiere a cuando la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia se aproxima a cero y la velocidad del motor disminuye a un valor determinado. El convertidor de frecuencia introduce CC en el devanado del estator del motor asíncrono, lo que genera un campo magnético estático. En este momento, el motor se encuentra en un estado de frenado que consume mucha energía, girando el rotor para interrumpir el campo magnético estático y generar par de frenado, lo que provoca una parada rápida del motor.
Se puede utilizar en situaciones donde se requiere un estacionamiento preciso o cuando el motor del freno gira de manera irregular debido a factores externos antes de arrancar.
Elementos del frenado de CC:
El valor de la tensión de frenado de CC es esencialmente el ajuste del par de frenado. Obviamente, cuanto mayor sea la inercia del sistema de accionamiento, mayor será el valor de la tensión de frenado de CC. Generalmente, la tensión de salida nominal de un convertidor de frecuencia con una tensión de CC de aproximadamente el 15-20 % es de aproximadamente 60-80 V, y algunos utilizan el porcentaje de la corriente de frenado.
El tiempo de frenado de CC se refiere al tiempo que lleva aplicar corriente CC al devanado del estator, que debe ser ligeramente más largo que el tiempo de inactividad real requerido;
La frecuencia de arranque del frenado de CC, cuando la frecuencia de operación del inversor disminuye hasta cierto punto, comienza a cambiar del frenado por consumo de energía al frenado de CC, lo cual está relacionado con los requisitos de tiempo de frenado de la carga. Si no existen requisitos estrictos, la frecuencia de arranque del frenado de CC debe ser lo más baja posible.
4、 Frenado de retroalimentación de bus de CC compartido
El principio del método de frenado por retroalimentación del bus de CC compartido es que la energía regenerativa del motor A se retroalimenta al bus de CC común y luego el motor B consume dicha energía regenerativa;
El método de frenado de retroalimentación de bus de CC compartido se puede dividir en dos tipos: frenado de retroalimentación de bus de CC compartido equilibrado y frenado de retroalimentación de bus de circuito de CC compartido