ผู้จัดจำหน่ายชุดเบรกตัวแปลงความถี่ขอเตือนคุณว่าในระบบควบคุมความเร็วการแปลงความถี่ วิธีการลดความเร็วพื้นฐานคือการค่อยๆ ลดความถี่ที่กำหนด เมื่อความเฉื่อยของระบบลากมีค่ามาก ความเร็วมอเตอร์ที่ลดลงจะไม่สามารถตามทันความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสที่ลดลงได้ นั่นคือ ความเร็วจริงของมอเตอร์จะสูงกว่าความเร็วซิงโครนัส ณ เวลานี้ ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กที่ขดลวดโรเตอร์ของมอเตอร์ตัดจะตรงข้ามกับทิศทางการทำงานของมอเตอร์ที่ความเร็วคงที่ ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและกระแสของขดลวดโรเตอร์ก็ตรงข้ามกับทิศทางการหมุนของมอเตอร์เช่นกัน และมอเตอร์จะสร้างแรงบิดเชิงลบ ณ เวลานี้ มอเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และระบบจะอยู่ในสถานะเบรกแบบฟื้นฟู พลังงานจลน์ของระบบลากจะถูกป้อนกลับไปยังบัส DC ของตัวแปลงความถี่ ทำให้แรงดันไฟฟ้าของบัส DC เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและอาจถึงระดับอันตราย (เช่น ความเสียหายต่อตัวแปลงความถี่)
หลักการทำงานของชุดเบรก
ชุดเบรกประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลังสูง GTR และวงจรขับเคลื่อน หน้าที่ของชุดเบรกคือการเพิ่มส่วนประกอบเบรกภายนอกเพื่อเร่งการใช้พลังงานไฟฟ้าที่ฟื้นฟูเมื่อตัวเก็บประจุลิงก์กระแสดิสชาร์จไม่สามารถเก็บพลังงานไว้ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด หรือตัวต้านทานเบรกภายในไม่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้ทันเวลา ส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินในส่วน DC
ในบางการใช้งาน จำเป็นต้องมีการลดความเร็วอย่างรวดเร็ว ตามหลักการของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ยิ่งสลิปมาก แรงบิดก็จะยิ่งมากขึ้น ในทำนองเดียวกัน แรงบิดเบรกจะเพิ่มขึ้นตามอัตราการลดความเร็ว ทำให้ระยะเวลาในการลดความเร็วของระบบสั้นลงอย่างมาก เร่งการป้อนกลับของพลังงาน และทำให้แรงดันไฟฟ้าบัส DC เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้น พลังงานป้อนกลับจึงต้องถูกนำไปใช้อย่างรวดเร็วเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าบัส DC ให้ต่ำกว่าช่วงที่ปลอดภัย หน้าที่หลักของระบบเบรกคือการระบายพลังงานอย่างรวดเร็ว (ซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนโดยตัวต้านทานเบรก) ระบบนี้ช่วยชดเชยข้อเสียของความเร็วในการเบรกที่ช้าและแรงบิดเบรกต่ำ (≤ 20% ของแรงบิดที่กำหนด) ของตัวแปลงความถี่ทั่วไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการเบรกอย่างรวดเร็วแต่ความถี่ต่ำ
เนื่องจากชุดเบรกทำงานระยะสั้น ซึ่งหมายความว่าเวลาในการเปิดเครื่องแต่ละครั้งสั้นมาก อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นระหว่างเวลาเปิดเครื่องจึงไม่คงที่ ช่วงเวลาหลังจากเปิดเครื่องแต่ละครั้งจะยาวนานขึ้น ซึ่งอุณหภูมิก็เพียงพอที่จะลดลงสู่ระดับเดียวกับอุณหภูมิแวดล้อม ดังนั้น กำลังไฟฟ้าที่กำหนดของตัวต้านทานเบรกจะลดลงอย่างมากและราคาก็จะลดลงตามไปด้วย นอกจากนี้ เนื่องจาก IGBT มี IGBT เพียงตัวเดียวที่มีเวลาเบรกที่ระดับมิลลิวินาที ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพชั่วคราวสำหรับการเปิดและปิดทรานซิสเตอร์กำลังจึงจำเป็นต้องต่ำ และแม้แต่เวลาปิดเครื่องก็ต้องสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดแรงดันพัลส์ปิดเครื่องและปกป้องทรานซิสเตอร์กำลัง กลไกการควบคุมค่อนข้างเรียบง่ายและใช้งานง่าย ด้วยข้อดีดังกล่าวข้างต้น จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในภาระพลังงานศักย์ เช่น เครน และในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้การเบรกอย่างรวดเร็ว แต่สำหรับงานระยะสั้น
ฟังก์ชั่นของชุดเบรค
1. เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานช้าลงภายใต้แรงภายนอก มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในสถานะกำเนิดพลังงาน ซึ่งผลิตพลังงานทดแทน แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่สร้างขึ้นจะถูกแก้ไขโดยสะพานสามเฟสที่ควบคุมอย่างสมบูรณ์ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยป้อนกลับพลังงานเฉพาะอินเวอร์เตอร์จำนวนหกชุด และไดโอดแบบฟรีวีลลิ่งในส่วนอินเวอร์เตอร์ของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าบัส DC ภายในอินเวอร์เตอร์อย่างต่อเนื่อง
2. เมื่อแรงดันไฟฟ้า DC ถึงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นของชุดเบรก) ท่อสวิตช์ไฟฟ้าของชุดเบรกจะเปิดขึ้นและกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านตัวต้านทานเบรก
3. ตัวต้านทานการเบรกจะระบายความร้อน ดูดซับพลังงานที่สร้างใหม่ ลดความเร็วของมอเตอร์ และลดแรงดันไฟฟ้า DC ของบัสตัวแปลงความถี่
4. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของบัส DC ลดลงถึงระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (แรงดันไฟฟ้าหยุดของชุดเบรก) ทรานซิสเตอร์กำลังของชุดเบรกจะปิด ณ จุดนี้ จะไม่มีกระแสเบรกไหลผ่านตัวต้านทาน และตัวต้านทานเบรกจะระบายความร้อนตามธรรมชาติ ส่งผลให้อุณหภูมิของตัวเองลดลง
5. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของบัส DC เพิ่มขึ้นอีกครั้งเพื่อเปิดใช้งานหน่วยเบรก หน่วยเบรกจะทำซ้ำกระบวนการข้างต้นเพื่อปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของบัสและเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทำงานได้ปกติ