Когда двигатель тормозит, он превращается в генератор и возвращает энергию в преобразователь частоты. Куда её девать — задача цепи торможения: тормозного IGBT и тормозного резистора.
Откуда берётся лишняя энергия
Преобразователь частоты выпрямляет сетевое напряжение и накапливает его в конденсаторах звена постоянного тока — около 540 В при питании от сети 380 В. При торможении, опускании груза или остановке механизма с большой инерцией двигатель вращается быстрее, чем задаёт привод. Ток через обратные диоды инвертора идёт в обратную сторону и заряжает конденсаторы. Вернуть энергию в сеть обычный диодный выпрямитель не может, и напряжение звена растёт.
Если ничего не делать, привод отключится с ошибкой перенапряжения, а при резком росте напряжения могут пострадать конденсаторы и транзисторы.
Как работает тормозной ключ
Тормозной резистор подключён между «плюсом» звена постоянного тока и тормозным IGBT (выводы обычно обозначены «+» и PB, B1 и B2 или DB). Эмиттер тормозного IGBT соединён с «минусом» звена.
- Привод постоянно измеряет напряжение звена.
- Когда оно превышает порог — для приводов на 380–480 В обычно около 700–780 В, — контроллер открывает тормозной IGBT.
- Ток идёт через резистор, энергия превращается в тепло, напряжение звена снижается.
- Когда напряжение опускается ниже порога, ключ закрывается. При длительном торможении он переключается много раз в секунду, удерживая напряжение около порога.
Параллельно резистору обычно стоит диод: он гасит выброс напряжения от индуктивности резистора и кабеля в момент выключения ключа.
Как подобрать сопротивление и мощность резистора — в статье «Тормозной резистор: как подобрать сопротивление и мощность».
Слабое место: оптрон вместо драйвера
Транзисторы инвертора управляются полноценными драйверами IGBT с защитой от короткого замыкания — функцией DESAT (десатурации). При замыкании драйвер за несколько микросекунд замечает, что транзистор вышел из насыщения, и плавно его выключает. Как это работает — в статье «Драйверы IGBT и защита DESAT».
А вот тормозным ключом на многих азиатских и некоторых европейских преобразователях частоты управляет обычный оптрон с простым усилителем. Функции DESAT в этой цепи нет. Пока резистор и кабель исправны, этого достаточно: ток ограничен сопротивлением резистора.
Признаки неисправного тормозного ключа
| Что происходит | Вероятная причина |
|---|---|
| Резистор греется сразу после подачи питания, без торможения | Тормозной IGBT пробит и постоянно открыт |
| Ошибка перенапряжения при торможении, резистор холодный | Ключ или оптрон в обрыве, обрыв резистора или кабеля, торможение отключено в параметрах |
| Срабатывают автоматы или предохранители при торможении | Замыкание в цепи резистора |
| Выводы + и PB звонятся накоротко | Пробой тормозного ключа |
Проверить тормозной ключ мультиметром можно так же, как транзисторы инвертора — см. статью «Как проверить IGBT-модуль и диоды выпрямителя мультиметром».
Как уберечь тормозной ключ
- Ставьте резистор с сопротивлением не ниже минимально допустимого для вашего привода.
- Раз в год проверяйте мегаомметром изоляцию резистора и кабеля относительно корпуса.
- Прокладывайте кабель к резистору отдельно, без перегибов и защищайте от механических повреждений.
- Подключите тепловое реле резистора к входу внешней ошибки привода.
- Если в документации предусмотрены предохранители в цепи резистора — не пренебрегайте ими.
- После выхода из строя тормозного ключа проверьте оптрон, резистор и кабель, прежде чем ставить новый транзистор. Иначе он сгорит при первом же торможении.
Остались вопросы по вашему приводу? Инженер ответит в рабочее время.
Задать вопрос инженеру