Frekans konvertörleri için enerji geri besleme cihazları tedarikçileri, frekans konvertörlerinin uygulama alanlarının genişlemesiyle birlikte frekans konvertörlerinin frenleme yöntemlerinin de çeşitlendiğini hatırlatır:
1. Enerji tüketen tip
Bu yöntem, bir frekans dönüştürücünün DC devresine bir fren direncinin paralel bağlanmasını ve DC bara gerilimini algılayarak bir güç transistörünün açılıp kapanmasını kontrol etmeyi içerir. DC bara gerilimi yaklaşık 700 V'a yükseldiğinde, güç transistörü iletime geçerek rejenerasyon enerjisini dirence iletir ve termal enerji olarak tüketir, böylece DC geriliminin yükselmesini önler. Rejenerasyon enerjisinden yararlanılamaması nedeniyle enerji tüketimli tipe aittir. Enerji tüketimli bir tip olarak, DC frenlemeden farkı, motorun dışındaki fren direncinde enerji tüketmesi, böylece motorun aşırı ısınmaması ve daha sık çalışabilmesidir.
2. Paralel DC bara emilim tipi
Her motorun bir frekans konvertörü gerektirdiği, birden fazla frekans konvertörünün şebeke tarafındaki bir konvertörü paylaştığı ve tüm invertörlerin ortak bir DC barasına paralel olarak bağlandığı çok motorlu tahrik sistemleri (örneğin, germe makineleri) için uygundur. Bu sistemde, genellikle frenleme durumunda normal olarak çalışan bir veya daha fazla motor bulunur. Frenleme durumundaki motor, diğer motorlar tarafından çekilerek rejeneratif enerji üretir ve bu enerji daha sonra elektrik durumundaki motor tarafından paralel bir DC bara üzerinden emilir. Tamamen emilemezse, ortak bir frenleme direnci üzerinden tüketilir. Burada rejeneratif enerji kısmen emilir ve kullanılır, ancak şebekeye geri beslenmez.
3. Enerji geri bildirim türü
Enerji geri beslemeli invertör tipi şebeke tarafı dönüştürücü tersinirdir. Rejeneratif enerji üretildiğinde, tersinir dönüştürücü rejeneratif enerjiyi şebekeye geri besleyerek rejeneratif enerjinin tam olarak kullanılmasını sağlar. Ancak bu yöntem, güç kaynağının yüksek kararlılığını gerektirir ve ani bir elektrik kesintisi durumunda tersinirlik ve devrilme meydana gelir.
Rejeneratif frenleme tüm elektrikli makinelerde kullanılabilir ve günümüzde elektrikli makineler çoğunlukla döner tahriklidir (elektrik motorları gibi). Bu nedenle, rejeneratif frenleme genellikle elektrikli tahrik sistemlerinde (kısaca "elektrikli tahrik sistemleri") kullanılır.
Rejeneratif frenlemenin amacı
Elektrikli makinelerin gereksiz, gereksiz veya zararlı atalet dönüşünün ürettiği kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürüp şebekeye geri beslerken, elektrikli makinelerin gereksiz atalet dönüşünü hızla durdurmak için frenleme torku üretir. Elektrikli makineler, elektrik enerjisini mekanik enerjiye, yaygın olarak döner hareket olarak bilinen elektrik motoru gibi dönüştüren hareketli parçalara sahip cihazlardır. Bu dönüşüm süreci genellikle elektromanyetik alan enerjisindeki değişimler yoluyla enerjinin aktarılması ve dönüştürülmesiyle sağlanır. Daha sezgisel bir mekanik bakış açısıyla, manyetik alanın boyutunda bir değişikliktir. Elektrik motoru çalıştırılır, akım üretilir ve manyetik alan oluşturulur. Alternatif akım, alternatif bir manyetik alan oluşturur ve sargılar fiziksel uzayda belirli bir açıyla düzenlendiğinde dairesel bir dönen manyetik alan oluşur. Hareket görelidir, yani manyetik alan iletken tarafından kendi uzamsal aralığında kesilir. Sonuç olarak, iletkenin her iki ucunda bir indüklenen elektromotor kuvveti oluşur ve bu kuvvet, iletkenin kendisi ve bağlantı bileşenleri aracılığıyla bir devre oluşturarak akım üretir ve akım taşıyan bir iletken oluşturur. Akım taşıyan bu iletken, dönen manyetik alanda bir kuvvete maruz kalır ve bu kuvvet, nihayetinde motorun tork çıkışındaki kuvvet haline gelir. Güç kesildiğinde motor ataletle döner. Bu sırada, devre anahtarlama yoluyla rotora nispeten düşük güçlü bir uyarma güç kaynağı sağlanarak manyetik alan oluşturulur. Manyetik alan, rotorun fiziksel dönüşü yoluyla stator sargısını keser ve stator daha sonra bir elektromotor kuvveti oluşturur. Bu elektromotor kuvveti, enerji geri beslemesi olan güç cihazı aracılığıyla güç şebekesine bağlanır. Aynı zamanda, rotor frenleme adı verilen bir kuvvet yavaşlaması yaşar. Toplu olarak rejeneratif frenleme olarak bilinir.
Fren direnci hangi durumlarda gereklidir?
Genel prensip, rejeneratif frenleme nedeniyle DC devresinin aşırı gerilime maruz kalması durumunda, filtreleme kondansatöründeki fazla yükü serbest bırakmak için bir frenleme direncinin takılması gerektiğidir.
Belirli bir çalışmada fren dirençlerinin yapılandırılmasında aşağıdaki durumların dikkate alınması gerekir:
(1) Sık çalıştırma ve frenleme durumları;
(2) Hızlı frenlemenin gerekli olduğu durumlarda;
(3) Kaldırma makineleri gibi potansiyel enerji yükünün (potansiyel enerji yükü, "pozisyon" konum ve yükseklik olarak anlaşılabilir) olduğu durumlarda.