У системі приводу, що складається з енергосистеми, перетворювача частоти, двигуна та навантаження, енергія може передаватися в обох напрямках. Коли двигун працює в режимі електродвигуна, електрична енергія передається з мережі до двигуна через перетворювач частоти, перетворюючись на механічну енергію для керування навантаженням, і тому навантаження має кінетичну або потенційну енергію; коли навантаження вивільняє цю енергію для зміни стану руху, двигун приводиться в рух навантаженням і переходить у режим роботи генератора, перетворюючи механічну енергію на електричну та подаючи її назад до переднього перетворювача частоти. Ця енергія зворотного зв'язку називається енергією рекуперативного гальмування, яка може подаватись назад до мережі через перетворювач частоти або споживатися в гальмівних резисторах на шині постійного струму перетворювача частоти (гальмування зі споживанням енергії). Існує чотири поширені методи гальмування для перетворювачів частоти.
1. Споживання енергії при гальмуванні
Метод гальмування зі споживанням енергії використовує переривник та гальмівний резистор, а гальмівний резистор, встановлений у колі постійного струму, використовується для поглинання рекуперативної електричної енергії двигуна, що забезпечує швидке гальмування перетворювача частоти.
Переваги гальмування з урахуванням споживання енергії:
Проста конструкція, відсутність забруднення електромережі (порівняно з керуванням зі зворотним зв'язком) та низька вартість;
Недоліки енергоспоживання при гальмуванні
Ефективність роботи низька, особливо під час частого гальмування, яке споживає велику кількість енергії та збільшує ємність гальмівного резистора.
2. Гальмування зі зворотним зв'язком
Метод гальмування зі зворотним зв'язком використовує технологію активного інвертора для перетворення регенерованої електричної енергії в змінний струм тієї ж частоти та фази, що й електромережа, та повернення її в електромережу, тим самим забезпечуючи гальмування.
Гальмівний блок зі зворотним зв'язком за енергією інвертора
Для досягнення гальмування зі зворотним зв'язком за енергією необхідні такі умови, як керування напругою на тій самій частоті та фазі, керування струмом зі зворотним зв'язком тощо.
Переваги гальмування зі зворотним зв'язком
Він може працювати в чотирьох квадрантах, а зворотний зв'язок електричної енергії підвищує ефективність системи;
Недоліки гальмування зі зворотним зв'язком
1. Цей метод гальмування зі зворотним зв'язком можна використовувати лише за стабільної напруги мережі, яка не схильна до збоїв (коливання напруги мережі не перевищують 10%). Оскільки під час гальмування вироблення електроенергії, якщо час збою напруги в електромережі перевищує 2 мс, може виникнути збій комутації та пошкодження компонентів.
2. Гармонійне забруднення електромережі під час зворотного зв'язку;
3. Складне керування та висока вартість.
3. Гальмування постійним струмом
Визначення гальмування постійним струмом:
Гальмування постійним струмом зазвичай означає, що коли вихідна частота перетворювача частоти наближається до нуля, а швидкість двигуна падає до певного значення, перетворювач частоти змінює режим введення постійного струму в обмотку статора асинхронного двигуна, формуючи статичне магнітне поле. У цей час двигун перебуває в стані енергоспоживання, обертаючи ротор, щоб зрізати статичне магнітне поле та створити гальмівний момент, що призводить до швидкої зупинки двигуна.
Його можна використовувати в ситуаціях, коли потрібне точне паркування або коли гальмівний двигун обертається нерівномірно через зовнішні фактори перед запуском.
Елементи гальмування постійним струмом:
Значення напруги гальмування постійним струмом, по суті, є налаштуванням гальмівного моменту. Очевидно, що чим більша інерція системи керування, тим вищим має бути значення напруги гальмування постійним струмом. Як правило, номінальна вихідна напруга перетворювача частоти з напругою постійного струму близько 15-20% становить приблизно 60-80 В, а деякі використовують відсоток гальмівного струму;
Час гальмування постійним струмом стосується часу, необхідного для подачі постійного струму до обмотки статора, який має бути трохи довшим за фактично необхідний час простою;
Початкова частота гальмування постійним струмом, коли робоча частота інвертора знижується до певної міри, починає перемикатися з гальмування з урахуванням споживання енергії на гальмування постійним струмом, що пов'язано з вимогами навантаження до часу гальмування. Якщо немає суворих вимог, початкову частоту гальмування постійним струмом слід встановити якомога меншою;
4. Спільне гальмування зі зворотним зв'язком шини постійного струму
Принцип методу гальмування зі зворотним зв'язком по спільній шині постійного струму полягає в тому, що рекуперативна енергія двигуна A подається назад до загальної шини постійного струму, а потім рекуперативна енергія споживається двигуном B;
Метод гальмування зі зворотним зв'язком по спільній шині постійного струму можна розділити на два типи: гальмування зі зворотним зв'язком по збалансованій шині постійного струму зі спільним ланцюгом та гальмування зі зворотним зв'язком по шині постійного струму зі спільним ланцюгом.