Заказать online
Рекуперативное торможение на частотно-регулируемом приводе.
Вспомним устройство преобразователя частоты.
Рисунок 1 - Принципиальная схема силовой части ПЧ.
Трехфазное переменное напряжение ~380В, выпрямляется 6-пульсным выпрямителем и становится 537В постоянного тока. Далее, с помощью инвертора (ШИМ) это напряжение преобразуется обратно в переменное, но уже регулируемое по частоте и амплитуде.
При торможении электропривода с высокоинерционной нагрузкой, двигатель может переходить в генераторный режим. Генерируемая при этом энергия возвращается в частотный преобразователь и выпрямляется на обратных диодах IGBT-транзисторов, следовательно растет напряжение на звене постоянного тока (ЗПТ). Часть этого напряжения (20-30%) может быть рассеяно на силовых элементах, на разрядных резисторах ЗПТ и др. Именно об этом и говорит характеристика преобразователя: «Тормозящий крутящий момент. ~ 20% без тормозного резистора». Однако, если этого не достаточно, то напряжение может вырасти до опасного значения. Чтобы избежать выхода из строя, преобразователь вынужден отключать выход и индицировать вам сообщение о неисправности: «OV» - over voltage - повышенное напряжение на звене постоянного тока. Порог срабатывания защиты от перенапряжения, как правило зависит от уставки входного напряжения.
Чтобы разрядить перенапряжение требуется внешний тормозной резистор, и силовой ключ который открывал бы цепь при повышенных значениях и закрывал при нормальных - чтобы энергия сети не рассеивалась на резисторах. Таким ключом является тормозной прерыватель. На преобразователях небольшой мощности примерно до 11кВт, используется один силовой модуль, объединяющий выпрямитель, инвертор, термодатчик и тормозной ключ (как на рисунке 1). На преобразователях большей мощности используется внешний прерыватель.
Как работает тормозной прерыватель.
Рисунок 2 - как работает тормозной прерыватель.
Ua - амплитудное значение напряжения
Uэф -эффективное значение напряжения
t - время открытия ключа прерывателя
T - переиод импульса ШИМ
tраб - время работы прерывателя
При достижении порога срабатывания, тормозной прерыватель открывает цепь импульсами ШИМ периодом Т (~20msec). Мощность рассеивания на резисторе Pрез за время работы прерывателя tраб будет равно площади под Uэф (заштрихованная область).
Pрез = Uэф^2 / Rрез = I^2 * Rрез.
Следовательно, регулируя значение открытия ключа t (~5msec) можно регулировать мощность рассеивания и ток протекающий через тормозной резистор. Значение t регулируется автоматически в зависимости от значения напряжения на звене постоянного тока. Чем выше напряжение на ЗПТ, тем больше время t и больше мощность рассеивания.
В качестве резисторов используют пожаростойкие проволочные резисторы с большой мощностью рассеивания. Сопротивление и мощность резисторов должна рассчитываться в соответствии с каждой решаемой задачей, однако у каждого производителя есть рекомендуемые значения, применяемые в большинстве решаемых задач. Однако для сложных задач, расчеты все-таки рекомендовано провести, например, продолжительное опускание груза краном.
Отличный пример расчета тормозных сопротивлений есть в «Технической коллекции Schneider Electric», называется «Выпуск № 7 Методика по силовому расчету частотнорегулируемых электроприводов крановых механизмов».
Существуют такие применения, где двигатель управляемый преобразователем частоты всегда работает в генераторном режиме, например, нагрузочные стенды. В таких системах эффективнее и экономичнее использовать блоки рекуперации энергии - устройства возвращающие энергию генератора в сеть. Такие блоки могут работать продолжительное время и существенно экономят электроэнергию.
ЦЕНЫ на сайте могут быть не актуальными, запрашивайте менеджера