Le fournisseur du système de freinage du convertisseur de fréquence rappelle que dans un système d'entraînement composé du réseau électrique, du convertisseur de fréquence, du moteur et de la charge, l'énergie peut être transmise dans les deux sens. Lorsque le moteur fonctionne en mode moteur électrique, l'énergie électrique est transmise du réseau au moteur via le convertisseur de fréquence, convertie en énergie mécanique pour entraîner la charge. La charge acquiert ainsi une énergie cinétique ou potentielle. Lorsque la charge libère cette énergie pour changer d'état de mouvement, le moteur, entraîné par la charge, passe en mode générateur, convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique et la réinjectant dans le convertisseur de fréquence. Ces énergies de récupération sont appelées énergies de freinage régénératif. Elles peuvent être réinjectées dans le réseau via un convertisseur de fréquence ou dissipées dans les résistances de freinage du bus CC du convertisseur (freinage par consommation d'énergie). Il existe quatre méthodes de freinage couramment utilisées pour les convertisseurs de fréquence.
1. Freinage par consommation d'énergie
La méthode de freinage par consommation d'énergie utilise un hacheur et une résistance de freinage, et exploite la résistance de freinage placée dans le circuit CC pour absorber l'énergie électrique régénérative du moteur, permettant un freinage rapide du convertisseur de fréquence.
Les avantages du freinage par consommation d'énergie :
Construction simple, aucune pollution du réseau électrique (comparativement à la régulation par rétroaction) et faible coût ;
Inconvénients du freinage par consommation d'énergie :
Le rendement opérationnel est faible, notamment lors de freinages fréquents, ce qui consomme une grande quantité d'énergie et augmente la capacité de la résistance de freinage.
2. Freinage par retour d'information
La méthode de freinage par rétroaction utilise une technologie d'onduleur actif pour convertir l'énergie électrique régénérée en courant alternatif de même fréquence et phase que le réseau électrique et la réinjecter dans ce dernier, permettant ainsi le freinage.
unité de freinage à rétroaction d'énergie spécifique à l'onduleur
Pour réaliser un freinage par rétroaction d'énergie, des conditions telles que le contrôle de la tension à la même fréquence et phase, le contrôle du courant de rétroaction, etc. sont nécessaires.
Les avantages du freinage par retour d'information :
Il peut fonctionner dans quatre quadrants, et la rétroaction de l'énergie électrique améliore l'efficacité du système ;
Inconvénients du freinage par retour d'information :
Cette méthode de freinage par rétroaction ne peut être utilisée que sous une tension de réseau stable et non sujette aux défauts (avec des fluctuations de tension n'excédant pas 10 %). En effet, lors du freinage de la production d'énergie, si la durée du défaut de tension sur le réseau dépasse 2 ms, un défaut de commutation peut survenir et endommager les composants.
Deuxièmement, il y a une pollution harmonique du réseau électrique pendant la rétroaction ;
Ces trois dispositifs de contrôle sont complexes et coûteux.
3. Freinage en courant continu
Définition du freinage en courant continu :
Le freinage par courant continu (CC) se produit généralement lorsque la fréquence de sortie du convertisseur de fréquence approche de zéro et que la vitesse du moteur diminue jusqu'à une certaine valeur. Le convertisseur de fréquence injecte alors du courant continu dans l'enroulement statorique du moteur asynchrone, créant ainsi un champ magnétique statique. Le moteur, en mode de freinage, consomme alors de l'énergie : la rotation du rotor coupe ce champ magnétique statique et génère un couple de freinage, ce qui provoque l'arrêt rapide du moteur.
Il peut être utilisé dans des situations où un stationnement précis est nécessaire ou lorsque le moteur de frein tourne de manière irrégulière en raison de facteurs externes avant le démarrage.
Éléments du freinage en courant continu :
La valeur de la tension de freinage en courant continu correspond essentiellement au réglage du couple de freinage. De toute évidence, plus l'inertie du système d'entraînement est importante, plus la valeur de la tension de freinage en courant continu doit être élevée. Généralement, la tension de sortie nominale d'un convertisseur de fréquence avec une tension continue d'environ 15 à 20 % est d'environ 60 à 80 V, et certains utilisent le pourcentage du courant de freinage.
Le temps de freinage CC fait référence au temps nécessaire pour appliquer un courant continu à l'enroulement du stator, qui doit être légèrement plus long que le temps d'arrêt réellement requis ;
Lorsque la fréquence de fonctionnement de l'onduleur chute à un certain seuil, la fréquence de démarrage du freinage CC passe progressivement du freinage par consommation d'énergie au freinage CC, en fonction des exigences de la charge en matière de temps de freinage. En l'absence d'exigences strictes, la fréquence de démarrage du freinage CC doit être aussi basse que possible.
4. Freinage par rétroaction du bus CC partagé
Le principe de la méthode de freinage par rétroaction du bus CC partagé est que l'énergie régénérative du moteur A est renvoyée au bus CC commun, puis l'énergie régénérative est consommée par le moteur B ;
La méthode de freinage par rétroaction du bus CC commun peut être divisée en deux types : freinage par rétroaction du bus CC équilibré commun et freinage par rétroaction du bus de circuit CC commun ;