Dodávateľ brzdovej jednotky frekvenčného meniča pripomína, že frekvenčný menič je vybavený dynamickým rezistorom, ktorý slúži najmä na spotrebu časti energie na kondenzátore jednosmernej zbernice cez brzdný rezistor, aby sa predišlo nadmernému napätiu na kondenzátore. Teoreticky, ak kondenzátor ukladá veľa energie, môže sa použiť na jej uvoľnenie na pohon motora a zabrániť plytvaniu energiou. Kapacita kondenzátora je však obmedzená a obmedzené je aj jeho výdržné napätie. Keď napätie na kondenzátore zbernice dosiahne určitú úroveň, môže sa kondenzátor poškodiť a niektoré môžu dokonca poškodiť IGBT. Preto je potrebné včas uvoľniť elektrinu cez brzdný rezistor. Toto uvoľnenie je stratou času a nevyhnutným riešením.
Zbernicový kondenzátor je nárazníková zóna, ktorá dokáže udržať obmedzenú energiu
Po usmernení všetkého trojfázového striedavého napájania a pripojení ku kondenzátorom je normálne napätie zbernice počas prevádzky pri plnom zaťažení približne 1,35-násobok, 380 * 1,35 = 513 voltov. Toto napätie bude prirodzene kolísať v reálnom čase, ale minimum nemôže byť nižšie ako 480 voltov, inak sa spustí ochrana proti podpätiu. Kondenzátory zbernice sa vo všeobecnosti skladajú z dvoch sád elektrolytických kondenzátorov 450 V zapojených do série s teoretickým výdržným napätím 900 V. Ak napätie zbernice prekročí túto hodnotu, kondenzátor sa priamo vypne, takže napätie zbernice nemôže dosiahnuť také vysoké napätie 900 V bez ohľadu na okolnosti.
V skutočnosti je hodnota výdržného napätia IGBT s trojfázovým vstupom 380 voltov 1200 voltov, čo často vyžaduje prevádzku v rozsahu 800 voltov. Vzhľadom na to, že ak sa napätie zvýši, vznikne problém so zotrvačnosťou, to znamená, že ak sa brzdný odpor okamžite aktivuje, napätie zbernice sa rýchlo nezníži. Preto je mnoho frekvenčných meničov navrhnutých tak, aby začali pracovať pri napätí okolo 700 voltov prostredníctvom brzdnej jednotky, aby sa znížilo napätie zbernice a zabránilo sa ďalšiemu zvyšovaniu napätia.
Základom návrhu brzdových odporov je teda zváženie napäťového odporu kondenzátorov a IGBT modulov, aby sa predišlo poškodeniu týchto dvoch dôležitých komponentov vysokým napätím zbernice. Ak sú tieto dva typy komponentov poškodené, frekvenčný menič nebude fungovať správne.
Rýchle parkovanie vyžaduje brzdný odpor a okamžitá akcelerácia ho tiež vyžaduje
Dôvod, prečo sa napätie zbernice frekvenčného meniča zvyšuje, je často spôsobený tým, že frekvenčný menič spôsobuje, že motor pracuje v stave elektronického brzdenia, čo umožňuje IGBT prejsť určitou vodivou sekvenciou, pričom využíva veľký indukčný prúd motora, ktorý sa nemôže náhle zmeniť, a okamžite generuje vysoké napätie na nabíjanie kondenzátora zbernice. V tomto čase sa motor rýchlo spomalí. Ak brzdový odpor v tomto čase včas nespotrebuje energiu zbernice, napätie zbernice bude naďalej stúpať, čo predstavuje hrozbu pre bezpečnosť frekvenčného meniča.
Ak záťaž nie je veľmi ťažká a nie je potrebné rýchle zastavenie, nie je v tejto situácii potrebné použiť brzdný odpor. Aj keď nainštalujete brzdný odpor, prahové pracovné napätie brzdovej jednotky sa nespustí a brzdný odpor sa neuvedie do prevádzky.
Okrem potreby zvýšiť brzdný odpor a brzdnú jednotku pre rýchle brzdenie v situáciách spomalenia pri veľkom zaťažení, v skutočnosti, ak sú splnené požiadavky na veľké zaťaženie a veľmi rýchly čas rozbehu, je potrebné koordinovať aj brzdnú jednotku a brzdný odpor pre rozbeh. V minulosti som sa snažil použiť frekvenčný menič na pohon špeciálneho dierovacieho lisu a čas zrýchlenia frekvenčného meniča bol navrhnutý na 0,1 sekundy. V tomto čase, pri rozbehu s plným zaťažením, aj keď záťaž nie je veľmi veľká, je čas zrýchlenia príliš krátky, čo vedie k veľmi výraznému kolísaniu napätia zbernice a môže dôjsť k prepätiu alebo nadprúdu. Neskôr bola pridaná externá brzdná jednotka a brzdný odpor a frekvenčný menič môže fungovať normálne. Pri analýze je to preto, že čas rozbehu je príliš krátky a napätie kondenzátora zbernice sa okamžite vyprázdni. Usmerňovač okamžite nabíja veľký prúd, čo spôsobuje náhle zvýšenie napätia zbernice. To vedie k výraznému kolísaniu napätia na zbernici, ktoré môže v okamihu prekročiť 700 voltov. Pridaním brzdného odporu je možné toto kolísavé vysoké napätie včas eliminovať, čo umožní normálnu prevádzku frekvenčného meniča.
Pri vektorovom riadení existuje aj špeciálna situácia, keď sú smery krútiaceho momentu a rýchlosti motora opačné alebo pri práci s nulovou rýchlosťou so 100 % výstupným krútiacim momentom. Napríklad, keď žeriav spustí ťažký predmet a zastaví sa vo vzduchu, alebo pri prevíjaní, je potrebné riadenie krútiaceho momentu. Motor musí pracovať v generátorovom stave a trvalý prúd sa bude spätne nabíjať do kondenzátora zbernice. Prostredníctvom brzdného odporu sa táto energia môže včas spotrebovať na udržanie rovnováhy a stability napätia zbernice.
Mnohé malé frekvenčné meniče, ako napríklad 3,7 kW, majú často zabudované brzdové jednotky a brzdové odpory, pravdepodobne kvôli úvahám o znížení kondenzátora zbernice, zatiaľ čo nízkopríkonové odpory a brzdové jednotky nie sú až také drahé.