Il fornitore di convertitori di frequenza specifici per gru ricorda che le resistenze di frenatura sono sempre presenti nel controllo industriale quotidiano delle gru. Alcuni le chiamano anche resistenze di frenatura. Quale funzione specifica svolgono nell'impianto elettrico delle gru? Alcune gru utilizzano anche un'unità di frenatura (chopper di frenatura): qual è la relazione tra quest'ultima e la resistenza di frenatura? Oggi parleremo in dettaglio delle funzioni e dei principi di funzionamento delle resistenze di frenatura e delle unità di frenatura.
Metodo di frenatura del consumo energetico della gru
Resistenza di frenatura, per riassumere la sua funzione in una parola: "generazione di calore". In termini più professionali, la sua funzione è convertire l'energia elettrica in eccesso in energia termica e consumarla.
Esistono molti tipi di resistori di frenatura in termini di struttura, tra cui resistori di frenatura ondulati, resistori di frenatura con guscio in alluminio, resistori di frenatura in acciaio inossidabile e così via. La scelta specifica dipende dall'ambiente di lavoro. Ognuno presenta vantaggi e svantaggi.
Possiamo anche riassumere la sua funzione in una sola parola: "interruttore". Sì, in realtà è un interruttore più avanzato. A differenza degli interruttori ordinari, è internamente un transistor GTR ad alta potenza. Può far passare una corrente elevata e può anche essere acceso e spento ad alta frequenza operativa, con un tempo di intervento in millisecondi.
Dopo aver acquisito una conoscenza generale della resistenza di frenatura e dell'unità di frenatura, diamo ora un'occhiata al loro schema elettrico con il convertitore di frequenza.
Metodo di frenatura del consumo energetico della gru
In genere, gli inverter a bassa potenza hanno l'unità di frenatura integrata nell'inverter, quindi è possibile collegare direttamente la resistenza di frenatura ai terminali dell'inverter.
Cerchiamo innanzitutto di capire due punti di conoscenza.
Innanzitutto, la tensione di bus normale del convertitore di frequenza è di circa 540 V CC (modello 380 V CA). Quando il motore è in stato di generazione, la tensione di bus supera i 540 V, con un valore massimo consentito di 700-800 V. Se questo valore massimo viene superato per un periodo prolungato o frequente, il convertitore di frequenza si danneggia. Pertanto, vengono utilizzate unità di frenatura e resistenze di frenatura per il consumo energetico, al fine di prevenire una tensione di bus eccessiva.
In secondo luogo, ci sono due situazioni in cui il motore può passare da uno stato elettrico a uno stato generatore:
A、 Decelerazione rapida o tempo di decelerazione troppo breve per carichi ad alta inerzia.
B、 Sempre in modalità di generazione di energia quando il carico viene sollevato e abbassato.
Per il meccanismo di sollevamento di una gru, si riferisce al momento in cui la decelerazione di sollevamento e abbassamento si arresta e al momento in cui il motore è in modalità di generazione di energia durante l'abbassamento di carichi pesanti. È possibile progettare autonomamente il meccanismo di traslazione.
Il processo di azione dell'unità frenante:
a、 Quando il motore elettrico decelera sotto l'azione di una forza esterna, opera 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 ruota libera nella sezione inverter del convertitore di frequenza, che aumenta continuamente la tensione del bus CC all'interno del convertitore di frequenza.
b、 Quando la tensione CC raggiunge un certo valore (la tensione di avviamento dell'unità di frenatura, ad esempio DC690V), il tubo dell'interruttore di alimentazione dell'unità di frenatura si apre e la corrente fluisce verso la resistenza di frenatura.
c、 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.
d、 Quando la tensione del bus CC scende a un certo valore (tensione di arresto dell'unità di frenatura, ad esempio 690 V CC), 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.
e、 Quando la tensione del bus CC aumenta nuovamente per attivare l'unità di frenatura, l'unità di frenatura ripeterà il processo sopra descritto per bilanciare la tensione del bus e garantire il normale funzionamento del sistema.
A causa del funzionamento a breve termine dell'unità di frenatura, che comporta un tempo di accensione molto breve ogni volta, l'aumento di temperatura durante il periodo di accensione è tutt'altro che stabile; l'intervallo di tempo dopo ogni accensione è più lungo, durante il quale la temperatura è sufficiente per scendere allo stesso livello della temperatura ambiente. Pertanto, la potenza nominale della resistenza di frenatura sarà notevolmente ridotta e anche il prezzo diminuirà di conseguenza; inoltre, poiché è presente un solo IGBT con un tempo di frenatura di livello ms, gli indicatori di prestazione transitoria per l'accensione e lo spegnimento del transistor di potenza devono essere bassi e anche il tempo di spegnimento deve essere il più breve possibile per ridurre la tensione di impulso di spegnimento e proteggere il transistor di potenza; il meccanismo di controllo è relativamente semplice e facile da implementare. Grazie ai vantaggi sopra menzionati, è ampiamente utilizzato in carichi di energia potenziale come le gru e in situazioni in cui è richiesta una frenata rapida ma per lavori di breve durata.