Nhà cung cấp thiết bị hỗ trợ biến tần xin nhắc nhở bạn rằng trong hệ thống điều khiển tốc độ biến tần, phương pháp cơ bản để giảm tốc độ là giảm dần tần số cho trước. Khi quán tính của hệ thống cản lớn, tốc độ giảm của động cơ sẽ không theo kịp tốc độ giảm của động cơ đồng bộ, tức là tốc độ thực tế của động cơ cao hơn tốc độ đồng bộ của nó. Lúc này, hướng của các đường sức từ do cuộn dây rôto của động cơ cắt hoàn toàn ngược với hướng vận hành tốc độ không đổi của động cơ. Hướng của suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng của cuộn dây rôto cũng ngược với hướng quay của động cơ, và động cơ sẽ tạo ra mô-men xoắn âm. Lúc này, động cơ thực chất là một máy phát điện, và hệ thống đang ở trạng thái phanh tái sinh. Động năng của hệ thống cản được đưa trở lại bus DC của biến tần, khiến điện áp bus DC liên tục tăng và thậm chí đạt đến mức nguy hiểm (chẳng hạn như hư hỏng biến tần).
1、 Tổng quan về bộ phận phanh
Bộ phận phanh, còn được gọi là "bộ phận phanh tiêu thụ năng lượng riêng của biến tần" hoặc "bộ phận phản hồi năng lượng riêng của biến tần", chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các tình huống có tải trọng cơ học lớn và yêu cầu tốc độ phanh rất nhanh. Nó tiêu thụ năng lượng điện tái tạo do động cơ tạo ra thông qua điện trở phanh hoặc đưa năng lượng điện tái tạo trở lại nguồn điện.
2、 Chức năng của bộ phận phanh
Khi động cơ điện dừng đột ngột, năng lượng sẽ phản hồi về bộ biến tần, khiến điện áp DC bus tăng cao, thậm chí làm hỏng IGBT. Do đó, cần có bộ hãm để tiêu thụ năng lượng này nhằm bảo vệ bộ biến tần.
3、 Phương pháp hãm của biến tần
1. Phanh điện.
Chỉ phương pháp sử dụng bộ điện trở phanh trong mạch DC để hấp thụ năng lượng tái tạo của động cơ.
2. Phanh phản hồi.
Chủ yếu nhắm vào các bộ biến tần loại dòng điện hoặc bộ biến tần loại điện áp có lắp biến tần trong bộ phận chỉnh lưu, năng lượng tái tạo của động cơ được đưa trở lại lưới điện AC.
3. Bộ biến tần đa năng có bus DC dùng chung.
Năng lượng tái tạo của động cơ A được đưa trở lại bus DC chung, sau đó được động cơ B tiêu thụ. Bộ điều khiển đa biến tần với bus DC dùng chung có thể được chia thành hai loại: bus DC cân bằng dùng chung và bus mạch DC dùng chung. Phương pháp bus DC cân bằng dùng chung là sử dụng các mô-đun kết nối để kết nối với bus mạch DC. Mô-đun kết nối bao gồm các cuộn kháng, cầu chì và tiếp điểm, phải được thiết kế riêng tùy theo trường hợp cụ thể. Mỗi bộ biến tần có tính độc lập tương đối và có thể được kết nối hoặc ngắt kết nối với bus DC khi cần thiết. Phương pháp bus mạch DC dùng chung là chỉ kết nối bộ phận biến tần với bus DC chung.
4. Phanh DC.
Khi bộ biến tần cấp dòng điện một chiều vào stato của động cơ, động cơ không đồng bộ ở trạng thái phanh tiêu thụ năng lượng. Trong trường hợp này, tần số đầu ra của bộ biến tần bằng không, và từ trường stato của động cơ không còn quay nữa. Rôto quay cắt qua từ trường tĩnh này và tạo ra mô-men xoắn phanh. Động năng được lưu trữ trong hệ thống quay được chuyển đổi thành năng lượng điện và được tiêu thụ trong mạch rôto của động cơ điện.
4、 Chức năng của điện trở phanh
Trong quá trình giảm tần số hoạt động, động cơ điện sẽ ở trạng thái phanh tái tạo, động năng của hệ thống truyền động sẽ được đưa trở lại mạch DC, khiến điện áp DC UD liên tục tăng, thậm chí đạt đến mức nguy hiểm. Do đó, cần phải tiêu thụ năng lượng tái tạo vào mạch DC để giữ UD trong phạm vi cho phép. Điện trở phanh được sử dụng để tiêu thụ năng lượng này.
Mỗi biến tần đều có một bộ phận hãm (công suất thấp là điện trở hãm, công suất cao là transistor GTR công suất cao và mạch điều khiển của nó), công suất thấp được tích hợp sẵn và công suất cao được lắp ngoài.
5、 Quá trình phanh của bộ phận phanh và điện trở phanh
1. Khi động cơ điện giảm tốc dưới tác động của ngoại lực, nó hoạt động ở chế độ phát điện, tạo ra năng lượng tái tạo. Suất điện động xoay chiều ba pha do nó tạo ra được chỉnh lưu bởi một cầu ba pha điều khiển hoàn toàn gồm sáu điốt tự do trong bộ nghịch lưu của bộ biến tần, liên tục tăng điện áp bus DC bên trong bộ biến tần.
2. Khi điện áp DC đạt đến một điện áp nhất định (điện áp khởi động của bộ phanh), ống công tắc nguồn của bộ phanh mở ra và dòng điện chạy qua điện trở phanh.
3. Điện trở phanh giải phóng nhiệt, hấp thụ năng lượng tái tạo, giảm tốc độ động cơ và giảm điện áp bus DC của bộ biến tần.
4. Khi điện áp bus DC giảm xuống một mức điện áp nhất định (điện áp dừng của bộ hãm), transistor công suất của bộ hãm sẽ tắt. Lúc này, dòng điện hãm không chạy qua điện trở, và điện trở hãm sẽ tự tản nhiệt, làm giảm nhiệt độ của chính nó.
5. Khi điện áp của bus DC tăng trở lại để kích hoạt bộ phận phanh, bộ phận phanh sẽ lặp lại quá trình trên để cân bằng điện áp bus và đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường.