В системах двигателей с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) торможение включает не только изменение скорости двигателя, но и преобразование механической энергии в электрическую. Когда двигателю необходимо быстро замедлиться, остановиться или работать под воздействием внешней нагрузки, он может генерировать рекуперативную электрическую энергию. Если с этой энергией не обращаться должным образом, это может привести к повышению напряжения на шине постоянного тока внутри преобразователя частоты, что повлияет на нормальную работу системы. Поэтому коробки тормозных резисторов обычно используются в приложениях, требующих эффективного торможения.
Во-первых, важно понять преобразование энергии, которое происходит во время замедления двигателя. Во время нормальной работы ЧРП подает электроэнергию на двигатель, позволяя ему генерировать крутящий момент и приводить в движение механическое оборудование. Когда двигатель входит в состояние замедления, механическая система все еще сохраняет кинетическую энергию из-за инерции. При соответствующих условиях управления двигатель может перейти в режим генерации, преобразуя часть этой механической энергии в электрическую и подавая ее обратно в шину постоянного тока ЧРП.
Во-вторых, рекуперативная энергия может вызвать повышение напряжения на шине постоянного тока. Во время работы ЧРП необходимо поддерживать внутреннее напряжение шины постоянного тока в приемлемом диапазоне. Когда двигатель подает электрическую энергию обратно в систему, и энергия не может быть потреблена или возвращена в источник питания, она накапливается в шине постоянного тока, вызывая повышение напряжения. Если напряжение превышает предел защиты ЧРП, может возникнуть сигнал тревоги о перенапряжении или защитное отключение, нарушающее нормальную работу оборудования.
Основная функция блока тормозных резисторов — обработка избыточной электрической энергии. Когда напряжение шины постоянного тока достигает порога управления торможением, тормозной блок активирует тормозную цепь в соответствии со своей логикой управления, позволяя рекуперативной энергии течь через тормозной резистор. Резистор преобразует избыточную электрическую энергию в тепло и выделяет ее в окружающую среду, помогая снизить напряжение на шине постоянного тока.
В-третьих, использование блока тормозных резисторов повышает гибкость управления замедлением двигателя. В некоторых промышленных применениях двигатели должны останавливаться быстро в соответствии с заданными кривыми замедления. Если рекуперативная энергия не может быть эффективно использована, ЧРП может потребоваться увеличить время торможения, чтобы предотвратить чрезмерное напряжение на шине постоянного тока. Благодаря правильно сконфигурированному блоку тормозных резисторов система имеет дополнительный путь для рассеивания рекуперативной энергии, что обеспечивает более гибкое управление замедлением в пределах разрешенных условий эксплуатации.
В-четвертых, блок тормозных резисторов помогает снизить количество простоев оборудования, вызванных перенапряжением на шине постоянного тока. В подъемном оборудовании, лифтах, центробежных машинах и больших конвейерных системах двигатели могут работать под действием значительных сил инерции или нагрузки. Во время быстрого замедления или снижения нагрузки может генерироваться значительная рекуперативная энергия. Если эту энергию невозможно рассеять быстро, ЧРП может активировать свои защитные функции и прервать работу оборудования.
Кроме того, блоки тормозных резисторов обеспечивают вспомогательную поддержку для различных типов приводов двигателей. Для оборудования, требующего частого запуска и остановки, быстрого замедления или больших инерционных нагрузок, правильная конфигурация блока тормозных резисторов помогает улучшить способность системы обрабатывать рекуперативную энергию.
Следует отметить, что не для каждой системы ЧРП требуется блок тормозного резистора. Необходимость в нем зависит от таких факторов, как мощность двигателя, характеристики нагрузки, частота торможения, требования к замедлению и собственные возможности преобразователя частоты по управлению энергией. Некоторые системы могут использовать регенеративную энергию с помощью альтернативных решений, таких как устройства регенерации энергии.
В целом, при торможении с частотным приводом используется блок тормозных резисторов для рассеивания избыточной рекуперативной энергии, предотвращения чрезмерного напряжения на шине постоянного тока и помощи системе в достижении стабильного и надежного управления замедлением и торможением.