Il fornitore di apparecchiature di supporto per convertitori di frequenza ricorda che nel sistema di controllo della velocità a conversione di frequenza, il metodo di base per la riduzione della velocità consiste nel ridurre gradualmente la frequenza data. Quando l'inerzia del sistema di trascinamento è elevata, la diminuzione della velocità del motore non terrà il passo con la diminuzione della velocità del motore sincrono, ovvero la velocità effettiva del motore sarà superiore alla sua velocità sincrona. In questo momento, la direzione delle linee di campo magnetico tagliate dall'avvolgimento del rotore del motore è esattamente opposta a quella del funzionamento a velocità costante del motore. Anche la direzione della forza elettromotrice indotta e della corrente dell'avvolgimento del rotore è opposta a quella della direzione di rotazione del motore, che produrrà una coppia negativa. In questo momento, il motore è in realtà un generatore e il sistema è in uno stato di frenata rigenerativa. L'energia cinetica del sistema di trascinamento viene reimmessa nel bus CC del convertitore di frequenza, causando un aumento continuo della tensione del bus CC, che può persino raggiungere un livello pericoloso (ad esempio, danni al convertitore di frequenza).
1、 Panoramica dell'unità frenante
L'unità di frenatura, nota anche come "unità di frenatura a consumo energetico specifico del convertitore di frequenza" o "unità di retroazione dell'energia specifica del convertitore di frequenza", viene utilizzata principalmente per controllare situazioni con carichi meccanici elevati e requisiti di velocità di frenatura molto elevati. Consuma l'energia elettrica rigenerata generata dal motore tramite la resistenza di frenatura o la restituisce all'alimentazione.
2、 La funzione dell'unità frenante
Quando il motore elettrico si ferma bruscamente, trasmette energia al convertitore di frequenza, causando un aumento della tensione del bus CC e persino il danneggiamento dell'IGBT. Pertanto, è necessaria un'unità di frenatura che consumi questa energia per proteggere il convertitore di frequenza.
3、 Metodo di frenatura del convertitore di frequenza
1. Frenata assistita.
Si riferisce al metodo di utilizzo della resistenza di frenatura inserita nel circuito CC per assorbire l'energia rigenerativa del motore.
2. Frenata a feedback.
Destinato principalmente a convertitori di frequenza di tipo corrente o convertitori di frequenza di tipo tensione con inverter installati nella sezione di raddrizzamento, l'energia rigenerativa del motore viene reimmessa nella rete elettrica CA.
3. Azionamento multi-inverter con bus CC condiviso.
L'energia rigenerativa del motore A viene reimmessa nel bus CC comune e quindi consumata dal motore B. L'azionamento multiinverter con bus CC condiviso può essere suddiviso in due tipologie: bus CC bilanciato condiviso e bus CC a circuito condiviso. Il metodo del bus CC bilanciato condiviso prevede l'utilizzo di moduli di connessione per la connessione al bus CC. Il modulo di connessione include reattori, fusibili e contattori, che devono essere progettati separatamente in base alle circostanze specifiche. Ogni convertitore di frequenza è relativamente indipendente e può essere collegato o scollegato dal bus CC a seconda delle necessità. Il metodo del bus CC a circuito condiviso prevede il collegamento solo della parte inverter a un bus CC comune.
4. Frenatura a corrente continua.
Quando il convertitore di frequenza applica corrente continua allo statore del motore, il motore asincrono si trova in uno stato di frenatura a consumo energetico. In questo caso, la frequenza di uscita del convertitore di frequenza è zero e il campo magnetico dello statore del motore non ruota più. Il rotore rotante attraversa questo campo magnetico statico e genera coppia frenante. L'energia cinetica immagazzinata nel sistema rotante viene convertita in energia elettrica e consumata nel circuito del rotore del motore elettrico.
4、 La funzione della resistenza di frenatura
Durante il processo di riduzione della frequenza operativa, il motore elettrico si troverà in uno stato di frenata rigenerativa e l'energia cinetica del sistema di azionamento verrà reimmessa nel circuito CC, causando un aumento continuo della tensione CC UD, che potrebbe raggiungere un livello pericoloso. Pertanto, è necessario assorbire l'energia rigenerata nel circuito CC per mantenere UD entro l'intervallo consentito. La resistenza di frenatura viene utilizzata per assorbire questa energia.
Ogni convertitore di frequenza ha un'unità di frenatura (a bassa potenza è il resistore di frenatura, ad alta potenza è il transistor ad alta potenza GTR e il suo circuito di pilotaggio), a bassa potenza è integrato e ad alta potenza è esterno.
5、 Processo di frenatura dell'unità di frenatura e della resistenza di frenatura
1. Quando il motore elettrico decelera sotto l'azione di una forza esterna, funziona in stato di generazione, producendo energia rigenerativa. La forza elettromotrice trifase CA da esso generata viene raddrizzata da un ponte trifase completamente controllato composto da sei diodi a ricircolo libero nella sezione inverter del convertitore di frequenza, che aumenta costantemente la tensione del bus CC all'interno del convertitore di frequenza.
2. Quando la tensione CC raggiunge un certo valore (la tensione di avviamento dell'unità di frenatura), il tubo dell'interruttore di potenza dell'unità di frenatura si apre e la corrente scorre attraverso la resistenza di frenatura.
3. La resistenza di frenatura rilascia calore, assorbe energia rigenerativa, riduce la velocità del motore e abbassa la tensione del bus CC del convertitore di frequenza.
4. Quando la tensione del bus CC scende a un certo valore (tensione di arresto dell'unità di frenatura), il transistor di potenza dell'unità di frenatura viene spento. In questo momento, la corrente di frenatura non scorre attraverso il resistore e il resistore di frenatura dissipa naturalmente il calore, riducendo la propria temperatura.
5. Quando la tensione del bus CC aumenta nuovamente per attivare l'unità di frenatura, quest'ultima ripeterà il processo sopra descritto per bilanciare la tensione del bus e garantire il normale funzionamento del sistema.