Как выбрать выделенный тормозный блок для переменных частотных дисков (VFD): техническое руководство

Почему тормозные подразделения имеют значение

Без тормозной единицы, повторная или длительная регенерация (например, в приложениях крана, конвейера или насоса) может вызвать:

• Перестановление отключения VFD.
• Область изоляции компонентов двигателя/привода.
• Снижение продолжительности жизни оборудования или катастрофический сбой.

Хорошо выбранная тормозная единица смягчает эти риски, управляя регенеративной энергией, что делает его критическим компонентом в динамических промышленных системах.

Ключевые параметры для рассмотрения

1. Сопоставьте рейтинг напряжения автобусы VFD DC

Тормозное устройство должно соответствовать напряжению шины DC VFD (например, 540 В, 680 В, 1000 В постоянного тока). Несоответствующие рейтинги напряжения могут привести к:

• Неэффективное заживание перенапряжения (если недостаточно).
• Преждевременный сбой (если он негабаритный, из -за ненужного стресса).

Пример: для входа AC 480V VFD (типичное напряжение шины постоянного тока: ~ 680 В) выберите тормозный блок, оцененный для 680 В постоянного тока или выше.

2. Тормозная мощность и рейтинг тока

Тормозные единицы оценены по непрерывной или пиковой тормозной мощности (кВт) и тока (а). Эти параметры зависят от:

• Инерция нагрузки: более высокая инерция (например, большие вентиляторы, мельницы) генерирует более регенеративную энергию во время замедления.
• Рабочее цикл: частые или длительные торможения (например, краны, снижающие тяжелые нагрузки) требует более высокой непрерывной пропускной способности.

Расчет:
Тормозная мощность Pbrake = 21 Jt (Δtω12 −ω22)
Где:

• Дж .: Момент нагрузки инерции (кг · м²).
• ω1/ω2 : начальная/конечная угловая скорость (рад/с).
• ΔT : время замедления.

Правило большого пальца: пиковый ток тормозного блока должен составлять 1,2–1,5x максимальный выходной ток VFD для обработки переходных пиков.

3. Требование на тормозное крутящий момент

Тормозный крутящий момент ( TBRACE ) определяет, как быстро мотор может замедляться. Он должен превышать противоречение нагрузки, чтобы избежать превышения порога напряжения VFD.

Tbrake = ωpbrake
Где ω - скорость двигателя при замедлении (рад/с).

Примечание применения: для нагрузок с высокой инерцией (например, центрифуги), негабаритный крутящий момент торможения на 20–30% обеспечивает надежную остановку.

4. Время ответа

Время быстрого отклика (обычно <10 мс) имеет решающее значение для приложений, требующих быстрого замедления (например, аварийные остановки, высокоскоростные конвейеры). Задержка зажима может привести к пикам напряжения.

Проверьте листы спецификации: ищите подразделения с «реакцией субсила» (способным реагировать в пределах одного цикла переменного тока) для ультрадинамических систем.

5. Диапазон зажима на напряжение шины DC DC

Тормозные единицы ограничивают напряжение шины постоянного тока до безопасного порога (например, 750 В - 800 В для шины постоянного тока 680 В). Убедитесь, что напряжение зажима:

• Ниже максимально допустимого напряжения постоянного тока VFD (для предотвращения повреждения).
• Выше нормального рабочего напряжения VFD (чтобы избежать ненужной активации во время незначительной регенерации).

Типы тормозных единиц: резистивный против регенеративного и гибридного

Тормозные единицы классифицируются по тому, как они обрабатывают регенеративную энергию. Каждый тип имеет различные преимущества и компромиссы:

1. Резистивные тормозные единицы (резистор -тормоз + тормозный резистор)

Наиболее распространенный тип, состоящий из вертолета (полупроводниковый переключатель) и внешнего тормозного резистора.

• Работа: Чоппер быстро переключает регенеративный ток через резистор, преобразуя энергию в тепло.
• Плюсы:
  • Эффективные (резисторы недороги).
  • Простая установка (не требуется подключение к сетке).
  • Надежный для краткосрочного, мощного торможения.
• Минусы:
  • Энергетические отходы (рассеяние тепла снижает эффективность).
  • Требуется место для резисторов и охлаждения.
  • Не подходит для длительного торможения (перегрев резисторов).
• Лучше всего для: приложений с нечастого, короткого торможения (например, машины, небольшие конвейеры).

2. Регенеративные тормозные единицы (Активный фронт, AFE)

Эти подразделения превращают регенеративную энергию в полезную мощность переменного тока и подают ее обратно в сетку.

• Операция: использует IGBT или тиристоры для инвертирования энергии шины постоянного тока в синусоидальную форму волны переменного тока, синхронизированную с сеткой.
• Плюсы:
  • Экономия энергии (восстанавливает до 70% энергии торможения).
  • Уменьшает требования к тепловой обработке и охлаждению.
  • Подходит для длительного торможения (например, лифты, большие насосы).
• Минусы:
  • Более высокая стоимость (сложная электроника).
  • Требуется совместимость сетки (напряжение, частота и гармоническое соответствие).
  • Может потребоваться дополнительные фильтры для соответствия стандартам EMC.
• Лучше всего для: мощных систем частых бакировки с возможностью обратной связи сетки (например, ветряные турбины, промышленные чиллеры).

3. Гибридные тормозные подразделения

Сочетает резистивные и регенеративные возможности, предлагая гибкость.

• Работа: приоритет обратной связи сетки в нормальных условиях, но переключается на резистивное торможение, если сетка недоступна или перегружена.
• Плюсы:
  • Уравновешивает энергоэффективность и стоимость.
  • Обеспечивает надежность в средах с сети.
• Минусы:
  • Более высокая сложность и стоимость, чем резистивные единицы.
• Лучше всего для: применения смешанного использования (например, средства с частичной обратной связью сетки и резервной мощностью).

Дополнительные соображения

1. Условия окружающей среды

• Температура: резистивные тормоза требуют достаточной вентиляции или охлаждения (например, корпуса IP54 для пыльных участков, радиаторы для высокотемпературных участков).
• Высота: более 1000 метров, более высокий тормозный ток на ~ 3% на 1000 метров из -за снижения эффективности охлаждения.
• Влажность/коррозия: используйте коррозионные материалы (нержавеющая сталь, анодированный алюминий) в прибрежной или химической среде.

2. Совместимость с VFD

• Протоколы связи: убедитесь, что тормозный блок поддерживает контрольные сигналы VFD (например, 4–20 млн. Лет, Modbus RTU) для скоординированной работы.
• Установка: Проверьте физические размеры (высота, ширина, глубина) и стиль монтажа (дин-растительный, панель, отдельно стоящий), чтобы соответствовать корпусу.

3. Особенности защиты

• Защита от перенапряжения/перегрузки: встроенные датчики для отключения устройства, если напряжение/ток превышает безопасные ограничения.
• Защита от короткого замыкания: быстрое действие предохранители или автоматические выключатели, чтобы предотвратить ущерб от неисправностей.
• Тепловой мониторинг: датчики температуры с тревогами или автоматическим снижением, чтобы избежать перегрева.

4. Эффективность и потери

• Резистивные единицы тратят 100% энергии торможения в виде тепла (низкая эффективность).
• Регенеративные единицы имеют потери конверсии (~ 2–5%), но сохраняют чистую энергию.
• Рассчитайте общую эффективность системы, чтобы оправдать стоимость в зависимости от сбережений (критически важных для крупномасштабных приложений).

5. Репутация и поддержка производителя

• Выберите бренды с проверенным опытом торможения VFD (например, Siemens, Abb, Mitsubishi).
• Проверьте гарантийные условия (обычно 1–3 года) и доступность технической поддержки (например, инструменты гармонического анализа, обучение на месте).
• Просмотрите тематические исследования или ссылки на клиента для аналогичных приложений.

Валидация и тестирование

После установки подтвердите производительность с помощью этих шагов:

• Тест на зажим напряжения: примените контролируемую нагрузку замедления и измерьте напряжение шины постоянного тока. Убедитесь, что он остается ниже максимального рейтинга VFD.
• Проверка крутящего момента торможения: используйте датчик крутящего момента, чтобы подтвердить, что устройство обеспечивает необходимый крутящий момент для целевого времени замедления.
• Тепловая визуализация: контроль температуры во время длительного торможения, чтобы проверить перегрев.
• Гармонический анализ (для регенеративных единиц): Используйте анализатор качества электроэнергии, чтобы гарантировать, что инъекция сетки соответствует IEEE 519 или местным стандартам EMC.