The supplier of frequency converter supporting equipment reminds you that in the frequency conversion speed control system, the basic method of speed reduction is to gradually reduce the given frequency. When the inertia of the drag system is large, the decrease in motor speed will not keep up with the decrease in synchronous motor speed, that is, the actual speed of the motor is higher than its synchronous speed. At this time, the direction of the magnetic field lines cut by the rotor winding of the motor is exactly opposite to that of the constant speed operation of the motor. The direction of the induced electromotive force and current of the rotor winding is also opposite to that of the motor rotation direction, and the motor will produce negative torque. At this time, the motor is actually a generator, and the system is in a regenerative braking state. The kinetic energy of the drag system is fed back to the DC bus of the frequency converter, causing the DC bus voltage to continuously rise and even reach a dangerous level (such as damage to the frequency converter).
1、 Overview of braking unit
The braking unit, also known as the "frequency converter specific energy consumption braking unit" or "frequency converter specific energy feedback unit", is mainly used to control situations with heavy mechanical loads and very fast braking speed requirements. It consumes the regenerated electrical energy generated by the motor through the braking resistor or feeds back the regenerated electrical energy to the power supply.
2、 The function of the braking unit
When the electric motor stops quickly, it will feedback energy to the frequency converter, causing the DC bus voltage to rise and even damaging the IGBT. Therefore, a braking unit is needed to consume this energy to protect the frequency converter.
3、 Braking method of frequency converter
1. Power braking.
Refers to the method of using the braking resistor set in the DC circuit to absorb the regenerative energy of the motor.
2. Feedback braking.
Mainly targeting current type frequency converters or voltage type frequency converters with inverters installed in the rectification section, the regenerative energy of the motor is fed back to the AC power grid.
3. Multi inverter drive with shared DC bus.
The regenerative energy of motor A is fed back to the common DC bus, and then consumed by motor B. The multi inverter drive with shared DC bus can be divided into two types: shared DC balanced bus and shared DC circuit bus. The shared DC balanced bus method is to use connection modules to connect to the DC circuit bus. The connection module includes reactors, fuses, and contactors, which must be designed separately according to specific circumstances. Each frequency converter has relative independence and can be connected or disconnected from the DC bus as needed. The shared DC circuit bus method is to connect only the inverter part to a common DC bus.
4. DC braking.
Kun taajuusmuuttaja syöttää tasavirtaa moottorin staattoriin, asynkroninen moottori on energiankulutusjarrutustilassa. Tässä tapauksessa taajuusmuuttajan lähtötaajuus on nolla, eikä moottorin staattorin magneettikenttä enää pyöri. Pyörivä roottori leikkaa tämän staattisen magneettikentän läpi ja tuottaa jarrutusmomentin. Pyörivään järjestelmään varastoitunut liike-energia muunnetaan sähköenergiaksi ja kulutetaan sähkömoottorin roottoripiirissä.
4. Jarruvastuksen toiminta
Toimintataajuuden laskun aikana sähkömoottori on regeneratiivisessa jarrutustilassa ja käyttöjärjestelmän liike-energia syötetään takaisin tasavirtapiiriin, jolloin tasajännite UD nousee jatkuvasti ja saavuttaa jopa vaarallisen tason. Siksi on välttämätöntä kuluttaa tasavirtapiiriin regeneroitu energia, jotta UD pysyy sallitulla alueella. Jarruvastusta käytetään tämän energian kuluttamiseen.
Jokaisessa taajuusmuuttajassa on jarrutusyksikkö (pienitehoinen on jarruvastus, suuritehoinen on suuritehoinen transistori GTR ja sen ohjauspiiri); pienitehoinen on sisäänrakennettu ja suuritehoinen ulkoinen.
5. Jarruyksikön ja jarruvastuksen jarrutusprosessi
1. Kun sähkömoottori hidastuu ulkoisen voiman vaikutuksesta, se toimii generatiivisessa tilassa ja tuottaa regeneratiivista energiaa. Sen tuottama kolmivaiheinen vaihtosähkömotorinen voima tasasuunnataan taajuusmuuttajan invertteriosassa olevalla, kuudesta vapaasti pyörivästä diodista koostuvalla kolmivaiheisella täysin ohjatulla sillalla, joka jatkuvasti nostaa taajuusmuuttajan sisällä olevaa tasavirtakiskon jännitettä.
2. Kun tasajännite saavuttaa tietyn jännitteen (jarruyksikön käynnistysjännitteen), jarruyksikön virtakytkinputki avautuu ja virta kulkee jarruvastuksen läpi.
3. Jarruvastus vapauttaa lämpöä, absorboi regeneratiivista energiaa, hidastaa moottorin nopeutta ja alentaa taajuusmuuttajan tasavirtakiskon jännitettä.
4. Kun tasavirtakiskon jännite laskee tiettyyn jännitteeseen (jarruyksikön pysäytysjännite), jarruyksikön tehotransistori kytkeytyy pois päältä. Tällöin vastuksen läpi ei kulje jarrutusvirtaa, ja jarruvastus haihduttaa luonnollisesti lämpöä, mikä alentaa omaa lämpötilaansa.
5. Kun tasavirtakiskon jännite nousee uudelleen ja aktivoi jarruyksikön, jarruyksikkö toistaa edellä mainitun prosessin tasapainottaakseen väyläjännitteen ja varmistaakseen järjestelmän normaalin toiminnan.