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.
Lorsque le convertisseur de fréquence applique un courant continu au stator du moteur, ce dernier entre en mode de freinage par consommation d'énergie. Dans ce cas, la fréquence de sortie du convertisseur est nulle et le champ magnétique du stator est immobile. Le rotor en rotation traverse ce champ magnétique statique et génère un couple de freinage. L'énergie cinétique stockée dans le système rotatif est convertie en énergie électrique et consommée dans le circuit rotorique du moteur électrique.
4. Fonction de la résistance de freinage
Lors de la diminution de la fréquence de fonctionnement, le moteur électrique entre en mode de freinage régénératif. L'énergie cinétique du système d'entraînement est alors réinjectée dans le circuit CC, ce qui provoque une augmentation continue de la tension continue UD, pouvant atteindre un niveau dangereux. Il est donc nécessaire de dissiper cette énergie régénérée afin de maintenir UD dans la plage admissible. La résistance de freinage remplit cette fonction.
Chaque convertisseur de fréquence possède une unité de freinage (la basse puissance est la résistance de freinage, la haute puissance est le transistor de puissance GTR et son circuit de commande), la basse puissance est intégrée et la haute puissance est externe.
5. Processus de freinage de l'unité de freinage et de la résistance de freinage
1. Lorsque le moteur électrique décélère sous l'effet d'une force extérieure, il fonctionne en mode générateur, produisant de l'énergie régénérative. La force électromotrice alternative triphasée ainsi générée est redressée par un pont redresseur triphasé entièrement commandé, composé de six diodes de roue libre, dans la section onduleur du convertisseur de fréquence. Ce pont redresseur augmente continuellement la tension du bus continu à l'intérieur du convertisseur.
2. Lorsque la tension continue atteint une certaine tension (la tension de démarrage de l'unité de freinage), le tube de l'interrupteur de puissance de l'unité de freinage s'ouvre et le courant circule à travers la résistance de freinage.
3. La résistance de freinage libère de la chaleur, absorbe l'énergie régénérative, réduit la vitesse du moteur et abaisse la tension du bus CC du convertisseur de fréquence.
4. Lorsque la tension du bus CC chute à un certain seuil (tension d'arrêt du dispositif de freinage), le transistor de puissance du dispositif de freinage se désactive. À ce moment-là, aucun courant de freinage ne circule dans la résistance, et celle-ci dissipe naturellement de la chaleur, réduisant ainsi sa température.
5. Lorsque la tension du bus CC remonte pour activer l'unité de freinage, celle-ci répétera le processus ci-dessus pour équilibrer la tension du bus et assurer le fonctionnement normal du système.