Sagedusmuunduri piduriseadme tarnija tuletab meelde, et sagedusmuundur on varustatud dünaamilise takistiga, mis on peamiselt mõeldud alalisvoolusiinil oleva kondensaatori energia tarbimiseks pidurdustakisti kaudu, et vältida kondensaatori ülepinget. Teoreetiliselt, kui kondensaator salvestab palju energiat, saab seda kasutada mootori käitamiseks ja energia raiskamise vältimiseks. Kondensaatori mahtuvus on aga piiratud ja ka selle taluvuspinge on piiratud. Kui siini kondensaatori pinge jõuab teatud tasemeni, võib see kondensaatorit kahjustada ja mõned võivad isegi IGBT-transistori kahjustada. Seetõttu on vaja elekter õigeaegselt pidurdustakisti kaudu vabastada. See vabastamine on ajaraiskamine ja vältimatu lahendus.
Bussikondensaator on puhvervöönd, mis mahutab piiratud energiat
Pärast seda, kui kogu kolmefaasiline vahelduvvool on alaldatud ja kondensaatoritega ühendatud, on täiskoormusel töötamise ajal siini normaalpinge ligikaudu 1,35 korda ehk 380 * 1,35 = 513 volti. See pinge kõigub reaalajas loomulikult, kuid miinimum ei tohi olla madalam kui 480 volti, vastasel juhul käivitub alapinge alarmikaitse. Siinikondensaatorid koosnevad tavaliselt kahest järjestikku ühendatud 450 V elektrolüütkondensaatorite komplektist, mille teoreetiline taluvuspinge on 900 V. Kui siinipinge ületab selle väärtuse, plahvatab kondensaator otse, seega ei saa siinipinge igal juhul nii kõrgele 900 V pingele jõuda.
Tegelikult on kolmefaasilise 380-voldise sisendiga IGBT-transistori taluvuspinge väärtus 1200 volti, mis nõuab sageli töötamist 800 voldi piires. Arvestades, et pinge suurenemisel tekib inertsiprobleem, st kui pidurdustakisti kohe tööle panna, ei lange siinipinge kiiresti. Seetõttu on paljud sagedusmuundurid konstrueeritud nii, et need hakkavad pidurdusseadme kaudu tööle umbes 700 voldi juures, et alandada siinipinget ja vältida edasist üleslaadimist.
Seega on pidurdustakistite projekteerimisel oluline arvestada kondensaatorite ja IGBT-moodulite pingetakistusega, et vältida nende kahe olulise komponendi kahjustumist siini kõrgepinge poolt. Kui need kaks komponenti saavad kahjustada, ei tööta sagedusmuundur korralikult.
Kiire parkimine ja kohene kiirendus vajavad pidurdustakistit
Sagedusmuunduri siinipinge suurenemise põhjuseks on sageli see, et sagedusmuundur paneb mootori töötama elektroonilises pidurdusrežiimis, võimaldades IGBT-l läbida teatud juhtivusjärjestust, kasutades ära mootori suurt induktiivsusvoolu, mis ei saa järsult muutuda, ja tekitades koheselt kõrgepinge siinikondensaatori laadimiseks. Sel ajal aeglustub mootor kiiresti. Kui pidurdustakisti ei tarbi siini energiat õigeaegselt, jätkab siinipinge tõusu, mis ohustab sagedusmuunduri ohutust.
Kui koormus pole väga suur ja kiiret seiskamist pole vaja, pole sellises olukorras pidurdustakistit vaja kasutada. Isegi pidurdustakisti paigaldamisel ei rakendu piduriseadme tööpinge ja pidurdustakisti ei hakka tööle.
Lisaks vajadusele suurendada pidurdustakistust ja piduriseadet kiireks pidurdamiseks suure koormuse aeglustusolukordades, tuleb tegelikult ka piduriseadet ja pidurdustakistust käivitamiseks koordineerida, kui see vastab suure koormuse ja väga kiire käivitusaja nõuetele. Varem proovisin spetsiaalse stantspressi juhtimiseks kasutada sagedusmuundurit ja sagedusmuunduri kiirendusaeg oli kavandatud 0,1 sekundiks. Sel ajal, täiskoormusel käivitamisel, kuigi koormus pole väga suur, on kiirendusaja liiga lühikese tõttu siini pinge kõikumine väga tugev ning võivad tekkida ülepinge või ülevoolu olukorrad. Hiljem lisati väline piduriseade ja pidurdustakistus ning sagedusmuundur saab normaalselt töötada. Analüüsis on see tingitud liiga lühikesest käivitusajast ja siini kondensaatori pinge kohesest tühjenemisest. Alaldi laadib koheselt suure voolu, põhjustades siini pinge järsu suurenemise. See põhjustab siinil tugevaid pingekõikumisi, mis võivad hetkega ületada 700 volti. Pidurdustakisti lisamisega saab selle kõikuva kõrgepinge õigeaegselt kõrvaldada, võimaldades sagedusmuunduril normaalselt töötada.
Vektorjuhtimise puhul on eriline olukord, kus mootori pöördemomendi ja kiiruse suunad on vastupidised või kui mootor töötab nullkiirusel 100% pöördemomendi väljundiga. Näiteks kui kraana kukutab alla raske eseme ja peatub õhus või kui keritakse tagasi, on vaja pöördemomendi juhtimist. Mootor peab töötama generaatori olekus ja pidev vool laetakse tagasi siini kondensaatorisse. Pidurdustakisti kaudu saab seda energiat õigeaegselt tarbida, et säilitada siini pinge tasakaal ja stabiilsus.
Paljudel väikestel sagedusmuunduritel, näiteks 3,7 kW võimsusega muunduritel, on sisseehitatud piduriseadmed ja pidurdustakistid, tõenäoliselt siini kondensaatori vähendamise kaalutluste tõttu, samas kui väikese võimsusega takistid ja piduriseadmed pole nii kallid.