आवृत्ति कनवर्टर ब्रेकिंग यूनिट का आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाता है कि आवृत्ति कनवर्टर मुख्य रूप से ब्रेकिंग प्रतिरोधक के माध्यम से डीसी बस संधारित्र पर ऊर्जा के एक हिस्से का उपभोग करने के लिए एक गतिशील प्रतिरोधक से सुसज्जित है, ताकि संधारित्र के अत्यधिक वोल्टेज से बचा जा सके। सिद्धांत रूप में, यदि एक संधारित्र बहुत अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है, तो इसका उपयोग मोटर चलाने और ऊर्जा की बर्बादी से बचने के लिए इसे जारी करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, एक संधारित्र की क्षमता सीमित है, और इसका वोल्टेज भी सीमित है। जब बस संधारित्र का वोल्टेज एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है, तो यह संधारित्र को नुकसान पहुंचा सकता है, और कुछ आईजीबीटी को भी नुकसान पहुंचा सकते हैं। इसलिए, समय पर ढंग से ब्रेकिंग प्रतिरोधक के माध्यम से बिजली जारी करना आवश्यक है।
बस संधारित्र एक बफर क्षेत्र है जो सीमित ऊर्जा धारण कर सकता है
सभी तीन-चरण एसी पावर को संशोधित करने और कैपेसिटर से जोड़ने के बाद, पूर्ण लोड संचालन के दौरान बस का सामान्य वोल्टेज लगभग 1.35 गुना, 380 * 1.35 = 513 वोल्ट होता है। यह वोल्टेज स्वाभाविक रूप से वास्तविक समय में उतार-चढ़ाव करेगा, लेकिन न्यूनतम 480 वोल्ट से कम नहीं हो सकता, अन्यथा यह एक अंडरवोल्टेज अलार्म सुरक्षा को ट्रिगर करेगा। बस कैपेसिटर आमतौर पर श्रृंखला में जुड़े 450V इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के दो सेटों से बने होते हैं, जिनका सैद्धांतिक रूप से 900V का वोल्टेज होता है। यदि बस वोल्टेज इस मान से अधिक हो जाता है, तो कैपेसिटर सीधे फट जाएगा, इसलिए बस वोल्टेज 900V के इतने उच्च वोल्टेज तक नहीं पहुँच सकता, चाहे कुछ भी हो जाए।
दरअसल, तीन-चरण 380 वोल्ट इनपुट वाले IGBT का सहनशील वोल्टेज मान 1200 वोल्ट होता है, जिसके लिए अक्सर 800 वोल्ट के भीतर संचालन की आवश्यकता होती है। यह ध्यान में रखते हुए कि यदि वोल्टेज बढ़ता है, तो जड़त्व की समस्या होगी, अर्थात, यदि आप तुरंत ब्रेकिंग रेसिस्टर को चालू कर देते हैं, तो बस वोल्टेज जल्दी कम नहीं होगा। इसलिए, कई फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स को ब्रेकिंग यूनिट के माध्यम से लगभग 700 वोल्ट पर काम करना शुरू करने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि बस वोल्टेज कम हो और आगे की ओर चार्जिंग से बचा जा सके।
इसलिए ब्रेकिंग रेसिस्टर्स को डिज़ाइन करने का मूल उद्देश्य कैपेसिटर और IGBT मॉड्यूल के वोल्टेज प्रतिरोध को ध्यान में रखना है, ताकि इन दो महत्वपूर्ण घटकों को बस के उच्च वोल्टेज से क्षतिग्रस्त होने से बचाया जा सके। यदि ये दोनों प्रकार के घटक क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, तो फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर ठीक से काम नहीं करेगा।
त्वरित पार्किंग के लिए ब्रेकिंग रेज़िस्टर की आवश्यकता होती है, और त्वरित त्वरण के लिए भी इसकी आवश्यकता होती है
फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर के बस वोल्टेज में वृद्धि का कारण अक्सर यह होता है कि फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर मोटर को इलेक्ट्रॉनिक ब्रेकिंग अवस्था में संचालित करता है, जिससे IGBT एक निश्चित चालन क्रम से होकर गुजरता है, जिससे मोटर की बड़ी प्रेरक धारा का उपयोग होता है जो अचानक नहीं बदल सकती, और बस संधारित्र को चार्ज करने के लिए तुरंत उच्च वोल्टेज उत्पन्न होता है। इस समय, मोटर तेज़ी से धीमी हो जाती है। यदि ब्रेकिंग रेसिस्टर इस समय बस की ऊर्जा का समय पर उपभोग नहीं करता है, तो बस वोल्टेज बढ़ता रहेगा, जिससे फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर की सुरक्षा को खतरा होगा।
यदि भार बहुत भारी नहीं है और त्वरित रोक की आवश्यकता नहीं है, तो इस स्थिति में ब्रेकिंग रेसिस्टर का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है। यदि आप ब्रेकिंग रेसिस्टर लगाते भी हैं, तो ब्रेकिंग यूनिट का कार्यशील थ्रेशोल्ड वोल्टेज सक्रिय नहीं होगा, और ब्रेकिंग रेसिस्टर चालू नहीं होगा।
भारी भार के धीमेपन की स्थिति में तेज़ ब्रेक लगाने के लिए ब्रेकिंग प्रतिरोध और ब्रेकिंग यूनिट को बढ़ाने की आवश्यकता के अलावा, वास्तव में, यदि यह भारी भार और बहुत तेज़ शुरुआती समय की आवश्यकताओं को पूरा करता है, तो ब्रेकिंग यूनिट और ब्रेकिंग प्रतिरोध को भी शुरू करने के लिए समन्वित करने की आवश्यकता होती है। अतीत में, मैंने एक विशेष पंच प्रेस को चलाने के लिए एक आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग करने की कोशिश की थी, और आवृत्ति कनवर्टर का त्वरण समय 0.1 सेकंड के लिए डिज़ाइन किया गया था। इस समय, पूर्ण भार पर शुरू करते समय, हालांकि भार बहुत भारी नहीं होता है, क्योंकि त्वरण समय बहुत कम होता है, बस वोल्टेज में उतार-चढ़ाव बहुत गंभीर होता है, और ओवरवोल्टेज या ओवरकरंट की स्थिति हो सकती है। बाद में, एक बाहरी ब्रेकिंग यूनिट और ब्रेकिंग प्रतिरोध जोड़ा गया, और आवृत्ति कनवर्टर सामान्य रूप से काम कर सकता है। विश्लेषण में, ऐसा इसलिए है क्योंकि स्टार्ट-अप समय बहुत कम है, और बस संधारित्र का वोल्टेज तुरंत खाली हो जाता है। रेक्टिफायर तुरंत एक बड़ा करंट चार्ज करता है, जिससे बस वोल्टेज अचानक बढ़ जाता है। इसके परिणामस्वरूप बस में गंभीर वोल्टेज में उतार-चढ़ाव होता है, जो एक पल में 700 वोल्ट से अधिक हो सकता है। ब्रेकिंग प्रतिरोधक को जोड़ने से, इस उतार-चढ़ाव वाले उच्च वोल्टेज को समय पर समाप्त किया जा सकता है, जिससे आवृत्ति कनवर्टर सामान्य रूप से संचालित हो सकता है।
वेक्टर नियंत्रण में एक विशेष स्थिति भी होती है, जहाँ मोटर के टॉर्क और गति की दिशाएँ विपरीत होती हैं, या जब 100% टॉर्क आउटपुट के साथ शून्य गति पर काम किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब क्रेन किसी भारी वस्तु को गिराकर बीच हवा में रुक जाती है, या रिवाइंड करते समय, टॉर्क नियंत्रण की आवश्यकता होती है। मोटर को जनरेटर अवस्था में काम करना होता है, और निरंतर धारा बस संधारित्र में वापस चार्ज हो जाती है। ब्रेकिंग रेसिस्टर के माध्यम से, बस वोल्टेज के संतुलन और स्थिरता को बनाए रखने के लिए इस ऊर्जा का समय पर उपभोग किया जा सकता है।
कई छोटे आवृत्ति कन्वर्टर्स, जैसे कि 3.7 किलोवाट वाले, में अक्सर ब्रेकिंग यूनिट और ब्रेकिंग रेसिस्टर्स अंतर्निहित होते हैं, जो संभवतः बस कैपेसिटर को कम करने के कारण होता है, जबकि कम-शक्ति रेसिस्टर्स और ब्रेकिंग यूनिट्स इतने महंगे नहीं होते हैं।