Taajuusmuuttajan ylijännitteen syntyminen ja regeneratiivinen jarrutus

Invertterit kohtaavat virheenkorjauksen ja käytön aikana usein erilaisia ​​ongelmia, joista yleisin on ylijänniteilmiö. Ylijännitteen syntymisen jälkeen sisäisen piirin vaurioitumisen estämiseksi taajuusmuuttajan ylijännitesuojatoiminto aktivoituu, jolloin taajuusmuuttaja lakkaa käymästä, jolloin laite ei voi toimia normaalisti.
Taajuusmuuttajan ns. ylijännitteellä tarkoitetaan eri syistä nimellisjännitteen ylittävää taajuusmuuttajan jännitettä, joka heijastuu pääasiassa taajuusmuuttajan tasavirtaväylän tasajännitteeseen.
Normaalikäytössä muuntimen tasajännite on keskiarvo kolmivaiheisen täysaallon tasasuuntauksen jälkeen. Jos käytetään 380 V verkkojännitettä, keskimääräinen tasajännite Ud=1.35U linja =513V.
Kun ylijännite esiintyy, DC-väylän energian varastointikondensaattori latautuu. Kun jännite nousee noin 700 V:iin, (mallista riippuen) muuntaja toimii ylijännitesuojana.
Taajuusmuuttajan ylijännitteelle on kaksi pääsyytä: teholähteen ylijännite ja regeneroinnin ylijännite.
Virransyötön ylijännite tarkoittaa, että DC-väylän jännite ylittää nimellisarvon, koska syöttöjännite on liian korkea. Useimpien muuntimien tulojännitteet ovat nyt jopa 460 V, joten tehon aiheuttama ylijännite on harvinaista.
Tärkeimmät syyt regeneratiivisen ylijännitteen syntymiseen ovat seuraavat: Kun suuri GD2 (vauhtipyörän momentti) kuormitus hidastuu, taajuusmuuttajan hidastusaika on asetettu liian lyhyeksi; Moottori pysähtyy ulkoisen voiman (puhallin, vetokone) tai potentiaalisen kuorman (hissi, nosturi) vaikutuksesta. Näistä syistä johtuen moottorin todellinen nopeus on suurempi kuin muuntimen komentonopeus, eli moottorin roottorin nopeus ylittää synkronisen nopeuden, jolloin moottorin luistonopeus on negatiivinen, suunta pyörivän magneettikentän leikkaava roottorin käämitys on päinvastainen kuin moottorin ja syntyvä sähkömagneettinen vääntömomentti on pyörimissuuntaa estävä jarrutusmomentti. Joten moottori itse asiassa tuottaa sähköä ja kuorman kineettinen energia "regeneroituu" sähköksi. Takaisintuotantoenergia ladataan invertterin DC-energian varastointikondensaattoriin invertteriosaston diodilla, jolloin DC-väylän jännite nousee, mikä on regeneratiivinen ylijännite.
Koska ylijännitteen regenerointiprosessissa syntyvä vääntömomentti on päinvastainen kuin alkuperäinen vääntömomentti, se on jarrutusmomentti, joten ylijännitteen regenerointiprosessi on myös regeneratiivisen jarrutuksen prosessi. Toisin sanoen regeneratiivinen energia eliminoituu ja jarrutusmomentti kasvaa. Jos regeneroiva energia ei ole suuri, tämä osa sähköenergiasta kuluu taajuusmuuttajalle ja moottorille, koska taajuusmuuttajalla ja moottorilla on 20 regeneratiivista jarrutustehoa. Jos tämä osa energiasta ylittää muuntimen ja moottorin kulutuskapasiteetin, DC-piirin kondensaattori ylilatautuu ja muuntimen ylijännitesuojatoiminto pysäyttää toiminnan.
Tämän tilanteen välttämiseksi tämä osa energiaa on hävitettävä ajoissa, mutta myös parannettava jarrutusmomenttia, mikä on regeneratiivisen jarrutuksen tarkoitus.