Overspanningsopwekking en regeneratief remmen van frequentieomvormer

Omvormers komen tijdens het debuggen en gebruiken vaak verschillende problemen tegen, waarvan het fenomeen overspanning het meest voorkomt. Nadat de overspanning is gegenereerd, wordt, om schade aan het interne circuit te voorkomen, de overspanningsbeveiligingsfunctie van de frequentieomvormer geactiveerd, zodat de frequentieomvormer stopt met werken, waardoor de apparatuur niet normaal kan werken.
De zogenaamde overspanning van de frequentieomvormer verwijst naar de spanning van de frequentieomvormer die om verschillende redenen de nominale spanning overschrijdt, wat voornamelijk tot uiting komt in de gelijkspanning van de DC-bus van de frequentieomvormer.
Bij normaal bedrijf is de gelijkspanning van de omzetter de gemiddelde waarde na driefasige dubbelzijdige gelijkrichting. Als de lijnspanning van 380 V wordt gebruikt, is de gemiddelde gelijkspanning Ud=1.35U lijn =513V.
Wanneer de overspanning optreedt, wordt de energieopslagcondensator op de DC-bus opgeladen. Wanneer de spanning stijgt tot ongeveer 700V (afhankelijk van het model) zal de omvormer fungeren als overspanningsbeveiliging.
Er zijn twee belangrijke redenen voor de overspanning van de frequentieomvormer: overspanning van de voeding en overspanning van de regeneratie.
Overspanning van de voeding betekent dat de spanning van de DC-bus de nominale waarde overschrijdt omdat de voedingsspanning te hoog is. De meeste converters hebben nu ingangsspanningen tot 460 V, dus door stroom veroorzaakte overspanning is zeldzaam.
De belangrijkste redenen voor het genereren van regeneratieve overspanning zijn als volgt: Wanneer een grote GD2-belasting (vliegwielkoppel) vertraagt, is de vertragingstijd van de frequentieomvormer te kort ingesteld; De motor wordt belast door externe krachten (ventilator, trekmachine) of potentiële belasting (lift, kraan). Vanwege deze redenen is de werkelijke snelheid van de motor hoger dan de commandosnelheid van de omzetter, dat wil zeggen dat de rotorsnelheid van de motor de synchrone snelheid overschrijdt, waarna de slipsnelheid van de motor negatief is, de richting van de rotorwikkeling die het roterende magnetische veld doorsnijdt, is tegengesteld aan dat van de motor, en het gegenereerde elektromagnetische koppel is het remkoppel dat de draairichting belemmert. De motor wekt dus feitelijk elektriciteit op, en de kinetische energie van de belasting wordt "geregenereerd" in elektriciteit. De regeneratieve energie wordt door de diode in de inverterafdeling opgeladen naar de DC-energieopslagcondensator in de omvormer, zodat de DC-busspanning stijgt, wat de regeneratieve overspanning is.
Omdat het koppel dat wordt gegenereerd tijdens het regenereren van overspanning het tegenovergestelde is van het oorspronkelijke koppel, is dit het remkoppel, dus het proces van het regenereren van overspanning is ook het proces van regeneratief remmen. Met andere woorden: de regeneratieve energie wordt geëlimineerd en het remkoppel wordt vergroot. Als de regeneratieve energie niet groot is, wordt dit deel van de elektrische energie verbruikt door de frequentieomvormer en de motor, omdat de frequentieomvormer en de motor een regeneratief remvermogen hebben. Als dit deel van de energie de verbruikscapaciteit van de omvormer en de motor overschrijdt, wordt de condensator van het DC-circuit overladen en stopt de overspanningsbeveiligingsfunctie van de omvormer de werking.
Om deze situatie te voorkomen moet dit deel van de energie op tijd worden afgevoerd, maar moet ook het remkoppel worden verbeterd, wat het doel is van regeneratief remmen.