În sistemul de acționare compus din rețeaua electrică, convertorul de frecvență, motor și sarcină, energia poate fi transmisă bidirecțional. Când motorul se află în modul de funcționare al motorului electric, energia electrică este transmisă de la rețea la motor prin intermediul convertorului de frecvență, fiind convertită în energie mecanică pentru a acționa sarcina, iar sarcina are, prin urmare, energie cinetică sau potențială. Când sarcina eliberează această energie pentru a schimba starea de mișcare, motorul este acționat de sarcină și intră în modul de funcționare al generatorului, transformând energia mecanică în energie electrică și returnând-o convertorului de frecvență frontal. Aceste energii de feedback se numesc energii de frânare regenerativă, care pot fi returnate rețelei printr-un convertor de frecvență sau consumate în rezistențele de frânare de pe magistrala de curent continuu a convertorului de frecvență (frânare bazată pe consumul de energie). Există patru metode comune de frânare pentru convertoarele de frecvență.
1. Consumul de energie la frânare
Metoda de frânare bazată pe consumul de energie utilizează un chopper și o rezistență de frânare și utilizează rezistența de frânare setată în circuitul de curent continuu pentru a absorbi energia electrică regenerativă a motorului, realizând o frânare rapidă a convertorului de frecvență.
Avantajele frânării bazate pe consumul de energie:
Construcție simplă, fără poluare a rețelei electrice (comparativ cu controlul prin feedback) și cost redus;
Dezavantaje ale frânării bazate pe consumul de energie
Randamentul de funcționare este scăzut, în special în timpul frânărilor frecvente, care vor consuma o cantitate mare de energie și vor crește capacitatea rezistenței de frânare.
2. Frânare cu feedback
Metoda de frânare cu feedback adoptă tehnologia invertorului activ pentru a inverti energia electrică regenerată în curent alternativ de aceeași frecvență și fază ca și rețeaua electrică și a o returna la rețeaua electrică, realizând astfel frânarea.
Unitate de frânare cu feedback energetic specifică invertorului
Pentru a realiza frânarea cu feedback energetic, sunt necesare condiții precum controlul tensiunii la aceeași frecvență și fază, controlul curentului de feedback etc.
Avantajele frânării cu feedback
Poate funcționa în patru cadrane, iar feedback-ul energiei electrice îmbunătățește eficiența sistemului;
Dezavantaje ale frânării cu feedback
1. Această metodă de frânare cu feedback poate fi utilizată numai în condiții de tensiune stabilă a rețelei, care nu este predispusă la defecțiuni (cu fluctuații ale tensiunii rețelei care nu depășesc 10%). Deoarece, în timpul funcționării frânării pentru generarea de energie, dacă timpul de defect al tensiunii rețelei electrice este mai mare de 2 ms, pot apărea defecțiuni de comutație și componentele pot fi deteriorate.
2. Poluarea armonică a rețelei electrice în timpul feedback-ului;
3. Control complex și cost ridicat.
3. Frânare în curent continuu
Definiția frânării în curent continuu:
Frânarea în curent continuu se referă, în general, la momentul în care frecvența de ieșire a convertorului de frecvență se apropie de zero și viteza motorului scade la o anumită valoare. Convertorul de frecvență modifică modul pentru a introduce curent continuu în înfășurarea statorului motorului asincron, formând un câmp magnetic static. În acest moment, motorul se află într-o stare de frânare consumatoare de energie, rotind rotorul pentru a întrerupe câmpul magnetic static și a genera un cuplu de frânare, provocând oprirea rapidă a motorului.
Poate fi utilizat în situații în care este necesară parcarea precisă sau când motorul de frână se rotește neregulat din cauza unor factori externi înainte de pornire.
Elementele frânării în curent continuu:
Valoarea tensiunii de frânare în curent continuu este, în esență, setarea cuplului de frânare. Evident, cu cât inerția sistemului de acționare este mai mare, cu atât valoarea tensiunii de frânare în curent continuu trebuie să fie mai mare. În general, tensiunea nominală de ieșire a unui convertor de frecvență cu o tensiune continuă de aproximativ 15-20% este de aproximativ 60-80V, iar unii utilizează procentul curentului de frânare;
Timpul de frânare în curent continuu se referă la timpul necesar pentru aplicarea curentului continuu la înfășurarea statorului, care ar trebui să fie puțin mai lung decât timpul de nefuncționare necesar;
Frecvența de pornire a frânării în curent continuu, atunci când frecvența de funcționare a invertorului scade într-o anumită măsură, începe să comute de la frânarea bazată pe consumul de energie la frânarea în curent continuu, aceasta fiind legată de cerințele sarcinii privind timpul de frânare. Dacă nu există cerințe stricte, frecvența de pornire a frânării în curent continuu trebuie setată cât mai mică posibil;
4. Frânare cu feedback partajat pe magistrala de curent continuu
Principiul metodei de frânare cu feedback de magistrală de curent continuu partajată este că energia regenerativă a motorului A este returnată către magistrala de curent continuu comună, iar apoi energia regenerativă este consumată de motorul B;
Metoda de frânare cu feedback al magistralei de curent continuu partajate poate fi împărțită în două tipuri: frânare cu feedback al magistralei de curent continuu echilibrate partajate și frânare cu feedback al magistralei de circuit continuu partajate.