Generowanie przepięć i hamowanie regeneracyjne przetwornicy częstotliwości

Falownik w procesie debugowania i użytkowania często napotyka różnorodne problemy, wśród których najczęstsze jest zjawisko przepięć. Po wygenerowaniu przepięcia, aby zapobiec uszkodzeniu obwodu wewnętrznego, funkcja zabezpieczenia przed przepięciem przetwornicy częstotliwości zostanie aktywowana, dzięki czemu przetwornica częstotliwości przestanie działać, w wyniku czego sprzęt nie będzie mógł normalnie pracować.
Tak zwane przepięcie przetwornicy częstotliwości odnosi się do napięcia przetwornicy częstotliwości, które z różnych powodów przekracza napięcie znamionowe, co jest głównie odzwierciedlone w napięciu DC szyny DC przetwornicy częstotliwości.
W normalnej pracy napięcie prądu stałego przetwornicy jest wartością średnią po trójfazowym prostownictwie pełnookresowym. Jeżeli używane jest napięcie sieciowe 380 V, średnie napięcie prądu stałego Ud=1.35U linii =513V.
Kiedy wystąpi przepięcie, kondensator magazynujący energię na szynie DC zostanie naładowany. Kiedy napięcie wzrośnie do około 700V (w zależności od modelu) przetwornica zadziała jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe.
Istnieją dwie główne przyczyny przepięcia przetwornicy częstotliwości: przepięcie zasilania i przepięcie regeneracji.
Przepięcie zasilania oznacza, że ​​napięcie szyny DC przekracza wartość znamionową, ponieważ napięcie zasilania jest zbyt wysokie. Większość konwerterów ma obecnie napięcia wejściowe do 460 V, więc przepięcia wywołane zasilaniem są rzadkie.
Główne przyczyny generowania przepięcia regeneracyjnego są następujące: Kiedy duże obciążenie GD2 (moment obrotowy koła zamachowego) zwalnia, czas hamowania przetwornicy częstotliwości jest ustawiony na zbyt krótki; Silnik jest hamowany przez siłę zewnętrzną (wentylator, maszyna ciągnąca) lub potencjalne obciążenie (winda, dźwig). Z tych powodów rzeczywista prędkość silnika jest wyższa niż prędkość zadana przemiennika, to znaczy prędkość wirnika silnika przekracza prędkość synchroniczną, wówczas współczynnik poślizgu silnika jest ujemny, kierunek uzwojenie wirnika przecinające wirujące pole magnetyczne jest przeciwne do pola magnetycznego silnika, a wytwarzany moment elektromagnetyczny jest momentem hamującym, który utrudnia kierunek obrotów. Zatem silnik w rzeczywistości wytwarza energię elektryczną, a energia kinetyczna obciążenia jest „regenerowana” w energię elektryczną. Energia regeneracyjna jest ładowana do kondensatora magazynującego energię prądu stałego w falowniku przez diodę w module falownika, w wyniku czego wzrasta napięcie szyny DC, co stanowi przepięcie regeneracyjne.
Ponieważ moment obrotowy powstający w procesie przepięcia regeneracyjnego jest przeciwny do momentu pierwotnego, jest to moment hamujący, więc proces regeneracji przepięcia jest również procesem hamowania regeneracyjnego. Innymi słowy, energia regeneracyjna jest eliminowana i zwiększa się moment hamowania. Jeśli energia regeneracyjna nie jest duża, ta część energii elektrycznej zostanie zużyta przez przetwornicę częstotliwości i silnik, ponieważ przetwornica częstotliwości i silnik mają 20% zdolności hamowania regeneracyjnego. Jeżeli ta część energii przekroczy możliwości poboru przetwornicy i silnika, kondensator obwodu prądu stałego ulegnie przeładowaniu, a funkcja zabezpieczenia przepięciowego przetwornicy zatrzyma pracę.
Aby uniknąć takiej sytuacji, tę część energii należy w porę zagospodarować, ale jednocześnie poprawić moment hamowania, czemu służy hamowanie regeneracyjne.