Furnizorul unității de frânare a convertorului de frecvență vă reamintește că acesta este echipat cu o rezistență dinamică, în principal pentru a consuma o parte din energia de pe condensatorul magistralei de curent continuu prin rezistența de frânare, pentru a evita tensiunea excesivă a condensatorului. În teorie, dacă un condensator stochează multă energie, aceasta poate fi utilizată pentru a o elibera pentru a acționa un motor și a evita risipa de energie. Cu toate acestea, capacitatea unui condensator este limitată, iar tensiunea sa de rezistență este, de asemenea, limitată. Când tensiunea condensatorului magistralei atinge un anumit nivel, aceasta poate deteriora condensatorul, iar unele pot chiar deteriora IGBT-ul. Prin urmare, este necesar să se elibereze electricitatea printr-o rezistență de frânare în timp util. Această eliberare este o pierdere de timp și o soluție inevitabilă.
Condensatorul de magistrală este o zonă tampon care poate reține energie limitată
După ce toate sursele de alimentare trifazate de curent alternativ sunt redresate și conectate la condensatoare, tensiunea normală a magistralei în timpul funcționării la sarcină maximă este de aproximativ 1,35 ori, adică 380 * 1,35 = 513 volți. Această tensiune va fluctua în mod natural în timp real, dar valoarea minimă nu poate fi mai mică de 480 de volți, altfel va declanșa o alarmă de protecție la subtensiune. Condensatoarele magistralei sunt în general compuse din două seturi de condensatoare electrolitice de 450V conectate în serie, cu o tensiune teoretică de rezistență de 900V. Dacă tensiunea magistralei depășește această valoare, condensatorul va exploda direct, astfel încât tensiunea magistralei nu poate atinge o tensiune atât de mare de 900V, indiferent de situație.
De fapt, valoarea tensiunii de rezistență a unui IGBT cu o intrare trifazată de 380 volți este de 1200 volți, ceea ce necesită adesea funcționarea în limita a 800 volți. Având în vedere că, dacă tensiunea crește, va exista o problemă de inerție, adică dacă se pune imediat în funcțiune rezistența de frânare, tensiunea magistralei nu va scădea rapid. Prin urmare, multe convertoare de frecvență sunt proiectate să înceapă să funcționeze la aproximativ 700 volți prin unitatea de frânare pentru a reduce tensiunea magistralei și a evita încărcarea suplimentară în sus.
Așadar, esența proiectării rezistențelor de frânare este de a lua în considerare rezistența la tensiune a condensatoarelor și a modulelor IGBT, pentru a evita deteriorarea acestor două componente importante de către tensiunea înaltă a magistralei de alimentare. Dacă aceste două tipuri de componente sunt deteriorate, convertorul de frecvență nu va funcționa corect.
Parcarea rapidă necesită o rezistență de frânare, iar accelerația instantanee o necesită și ea.
Motivul pentru care tensiunea de magistrală a convertorului de frecvență crește se datorează adesea faptului că, de către convertorul de frecvență, motorul funcționează într-o stare de frânare electronică, permițând IGBT-ului să treacă printr-o anumită secvență de conducție, utilizând curentul de inductanță mare al motorului, care nu se poate schimba brusc, și generând instantaneu o tensiune înaltă pentru a încărca condensatorul magistralei. În acest moment, motorul este încetinit rapid. Dacă rezistența de frânare nu consumă energia magistralei în timp util, tensiunea magistralei va continua să crească, reprezentând o amenințare la adresa siguranței convertorului de frecvență.
Dacă sarcina nu este foarte mare și nu este necesară o oprire rapidă, nu este nevoie să utilizați o rezistență de frânare în această situație. Chiar dacă instalați o rezistență de frânare, tensiunea de prag de lucru a unității de frânare nu va fi declanșată, iar rezistența de frânare nu va fi pusă în funcțiune.
Pe lângă necesitatea creșterii rezistenței la frânare și a unității de frânare pentru frânarea rapidă în situații de decelerare cu sarcină mare, de fapt, dacă se îndeplinesc cerințele de sarcină mare și timp de pornire foarte rapid, unitatea de frânare și rezistența la frânare trebuie, de asemenea, coordonate pentru pornire. În trecut, am încercat să utilizez un convertor de frecvență pentru a acționa o presă specială de perforat, iar timpul de accelerare al convertorului de frecvență a fost proiectat să fie de 0,1 secunde. În acest moment, la pornirea la sarcină maximă, deși sarcina nu este foarte mare, deoarece timpul de accelerare este prea scurt, fluctuațiile de tensiune pe magistrală sunt foarte severe și pot apărea situații de supratensiune sau supracurent. Ulterior, s-au adăugat o unitate de frânare externă și o rezistență de frânare, iar convertorul de frecvență poate funcționa normal. În analiză, acest lucru se datorează faptului că timpul de pornire este prea scurt, iar tensiunea condensatorului magistralei se golește instantaneu. Redresorul încarcă instantaneu un curent mare, determinând creșterea bruscă a tensiunii magistralei. Acest lucru duce la fluctuații severe de tensiune pe magistrală, care pot depăși 700 de volți într-o clipă. Prin adăugarea unei rezistențe de frânare, această tensiune ridicată fluctuantă poate fi eliminată în timp util, permițând convertorului de frecvență să funcționeze normal.
Există, de asemenea, o situație specială în controlul vectorial, în care direcțiile de cuplu și viteză ale motorului sunt opuse sau când funcționează la viteză zero cu 100% din cuplul de ieșire. De exemplu, atunci când o macara lasă să cadă un obiect greu și se oprește în aer sau când se derulează înapoi, este necesar controlul cuplului. Motorul trebuie să funcționeze în starea generatorului, iar curentul continuu va fi încărcat înapoi în condensatorul magistralei. Prin intermediul rezistenței de frânare, această energie poate fi consumată în timp util pentru a menține echilibrul și stabilitatea tensiunii magistralei.
Multe convertoare de frecvență mici, cum ar fi cele de 3,7 kW, au adesea unități de frânare și rezistențe de frânare încorporate, probabil datorită luării în considerare a reducerii condensatorului de magistrală, în timp ce rezistențele și unitățile de frânare de mică putere nu sunt atât de scumpe.