Торможение двигателя с использованием частотного преобразователя

После отключения, электродвигатель продолжает работать некоторое время до полной остановки. Этот процесс называют торможением. Замедление оборотов может происходить несколькими способами, включая естественный или с приложением дополнительных внешних воздействий. Реализовать схему плавной остановки мотора можно с помощью частотного преобразователя.

Стоит подробнее рассмотреть, для чего используют эти аппараты, преимущества и особенности их применения.

Как можно тормозить двигатель с подключением через частотник?

Возможно использование различных способов, позволяющих замедлить двигатель, в том числе с помощью частотника. Отдельные варианты предельно просты в реализации, иные – сложнее, но дополнительные сложности оправдывает быстрота остановки, надежность контроля работы оборудования, рациональный расход электрической энергии.

Далее подробнее рассматриваются все применяемые способы.

Естественный

Эта технология наиболее проста. После отключения мотора обороты сохраняются до исчерпания кинетической энергии вследствие потерь на трение подвижных узлов при вращении ротора. При этом режиме работы невозможно точно рассчитать продолжительность функционирования до полной остановки, учитывая вариативность нагрузок.

Генераторный способ

Генераторная схема удобна, когда важно обеспечить контроль времени торможения. Посредством преобразователя по заданному алгоритму постепенно снижают частоту электрического тока. При этом мотор работает в режиме генератора, вырабатывая электричество, что обеспечивает экономию энергии.

Указанная методика отличается такими преимуществами:

• точностью контроля времени;
• плавностью замедления, что снижает интенсивность износа конструктивных узлов, увеличивает ресурс оборудования, сокращает для владельца эксплуатационные расходы;
• быстротой остановки, даже при высокой рабочей частоте вращения ротора.

Главный недостаток состоит в том, что резистор может перегреться и выйти из строя, если нужно быстро остановить двигатель, работающий на значительных оборотах. Эту проблему можно решить применением дополнительных внешних сопротивлений.

Динамическое замедление

Этот технологический способ реализуют замещением постоянным током переменного на статорных обмотках мотора. Ротор дополнительно тормозит возникающее магнитное поле, что обеспечивает плавность сбрасывания оборотов.

В этом случае электродвигатель не перегревается, ввиду выработки электрической энергии ротором, не нужно использовать дополнительные сопротивления. Но частоту вращения вала регулировать невозможно, учитывая большое количество факторов, влияющих на интенсивность снижения оборотов.

Указанная технология по выигрышу во времени почти вдвое эффективнее генераторной.

Комбинированный метод

Эту технологию считают наиболее совершенной и надежной. Недостатки отсутствуют, а преимущества аналогичны динамическому и генераторному торможению. Электродвигатель останавливается плавно, за небольшое время, без интенсивного нагрева, поэтому не нужно дополнительно отводить и рассеивать тепловую энергию.

Реализация сопряжена с определенными сложностями, которые оправданы, ввиду многочисленных преимуществ применения данной схемы.

Торможение в экстренном порядке

Метод предполагает подачу постоянного тока, что вызывает быстрое снижение оборотов. При этом полная остановка занимает не более секунды. Учитывая повышенные риски, эту технологию применяют лишь в исключительных случаях, для быстрого снятия сильных механических нагрузок и перегрева. Этим способом можно предупредить создание аварийной ситуации, исключить выход из строя агрегата.

Характеристики при разгоне и торможении

Рассматривая цены на частотные преобразователи, важно учитывать, что чем эффективнее работает устройство, тем дороже обойдется в покупке. При этом эффективность торможения зависит от таких параметров частотника:

• минимальной и максимальной выходной частоты – первая величина служит отправной точкой для набора скорости, а увеличение характеристики позволяет уменьшить интенсивность нагрева; когда характеристика достигнет предельного значения, это сигнализирует о необходимости остановки электродвигателя;
• времени на разгон и торможение – интервал, в течение которого мотор раскручивается из статичного положения или полностью останавливается при работе на номинальных оборотах;
• номинальной частоты инвертора – чаще применяют модели со стандартными параметрами для промышленной электросети в 50 Гц, но возможен выбор исполнений и с другими характеристиками; применение устройства с характеристиками, не соответствующими условиям сети грозит значительными перегрузками или приводит к неоправданно низкому КПД;
• минимальной частоты на выходе – если правильно выставить эту характеристику, можно добиться проведения процесса в наиболее щадящем температурном режиме для двигателя.

Частотный преобразователь – технологичное устройство, использование которого обеспечивает плавную остановку электродвигателя, сокращает расход электроэнергии, предупреждает перегрев электрооборудования. Главное – выбрать модель с характеристиками, соответствующими условиям применения, и наиболее эффективный способ торможения мотора, в зависимости от особенностей работы определенного приводного механизма.