В процессе работы электроприводных систем с инерционными нагрузками (например, при резком останове или опускании груза) электродвигатель переходит в генераторный режим, в котором происходит вырабатывание электроэнергии, что провоцирует повышение напряжения на звене постоянного тока. В таком случае преобразователь частоты может перейти в аварийный режим работы.
Всего существует три основных способа предотвращения повышения напряжения на звене постоянного тока ПЧ при генераторных режимах работы приводного оборудования.
1. Объединение нескольких преобразователей частоты по звену постоянного тока. При таком объединении энергия из звена постоянного тока того ПЧ, который находится в генераторном режиме, перетекает в звено постоянного тока того ПЧ, который работает в нормальном режиме. Данная схема неприменима в том случае, когда все электродвигатели могут работать в режиме генерации одновременно.
2. Рекуперация. В этом случае излишняя энергия возвращается в питающую сеть посредством рекуператора, преобразующего постоянное напряжение в переменное, откуда расходуется другими потребителями. Данная схема ввиду высокой стоимости реализации рациональна только в случаях высокоинерционных систем таких как шахтные грузоподъемные устройства в глубоких стволах и т.д.
3. Подключение тормозного комплекта является простым и более бюджетным решением, но с низкой энергоэффективностью, так как в этом случае излишняя энергия из звена постоянного тока, через тормозной модуль перетекает в тормозной резистор, где рассеивается в тепло.
Тормозной модуль
Тормозные модули обеспечивают подачу электроэнергии, вырабатываемой при торможении электродвигателя, на тормозной резистор, гарантируя безаварийную работу преобразователя частоты и другого оборудования. На малых мощностях в преобразователях используются встроенные тормозные модули, конструктивно расположенные внутри ПЧ. Такие ПЧ в своём коде согласно системе обозначения имеют букву «B». Например, FCI-G1.5-4B.На больших мощностях используется внешний тормозной модуль, который располагается рядом с преобразователем частоты. DC+ и DC- – входные положительная и отрицательная клеммы постоянного тока тормозного модуля, должны быть корректно соединены с положительной и отрицательной клеммами постоянного тока преобразователя частоты. В случае, если положительная клемма постоянного тока преобразователя частоты соединяется с дросселем постоянного тока, положительная клемма постоянного тока тормозного модуля также должна быть соединена с дросселем постоянного тока.Частотные преобразователи, не имеющие встроенного тормозного модуля, не имеют в своём заказном коде буквы «В». Например, FCI-G75/P90-4.
Тормозной резистор
Тормозной резистор обеспечивает возможность быстрой остановки электродвигателя в случаях торможения с помощью преобразователя частоты. В процессе торможения электродвигателя его энергия рассеивается на блоке резисторов, который, в свою очередь, через тормозной модуль, подключен к шине постоянного тока на преобразователь частоты, что дает защиту преобразователю частоты от аварийного отключения по причине перенапряжения. Инстарт использует внешние керамические тормозные резисторы со степенью защиты IP00. Данные резисторы рекомендуется устанавливать максимально близко к преобразователю частоты в хорошо проветриваемом месте и защищать от случайного прикосновения человека.
Тормозные комплекты широко используются в схемах управления лифтами, подъемными кранами, производственными механизмами, шахтными подъемными агрегатами, центрифугами, насосными агрегатами для нефтяных месторождений и др. Везде, где электродвигатель в процессе работы может переходить в генераторный режим. Тормозной комплект (тормозной модуль + тормозной резистор) необходим в случаях, когда:
- Необходимо более эффективное торможение;
- Нагрузка на электродвигатель - инерционная;
- Имеется возможность перенапряжения.
КАК ПОДОБРАТЬ ТОРМОЗНОЙ КОМПЛЕКТ?
Подбор тормозного модуля рекомендуется осуществлять по номинальному или пиковому току.
Пиковый ток - максимально допустимый ток тормозного модуля в работе, максимальная длительность такого тока - 20 секунд.
Номинальный ток – усредненный ток тормозного модуля в работе.
Подбор тормозного резистора рекомендуется осуществлять по итоговому сопротивлению и рассеиваемой мощности нагрузки.
Подбор тормозного комплекта зависит от Коэффициента торможения (Кторм) и Продолжительности Включения (ПВ), которые обусловлены технологическими условиями каждого типа нагрузки.
Для выбора тормозного комплекта в каждом каталоге на серию есть специальная
Таблица подбора дополнительного оборудования
