I motorsystem med variabel frekvensdrift (VFD) involverar bromsning inte bara förändringar i motorhastigheten utan också omvandling av mekanisk energi till elektrisk energi. När en motor behöver bromsa in snabbt, stanna eller arbeta under påverkan av en extern belastning, kan den generera regenerativ elektrisk energi. Om denna energi inte hanteras på rätt sätt kan det leda till att DC-bussspänningen inuti VFD:n stiger, vilket påverkar normal systemdrift. Därför används bromsmotståndslådor ofta i applikationer som kräver effektiv bromsprestanda.
Först är det viktigt att förstå energiomvandlingen som sker under motorretardation. Under normal drift tillför VFD elektrisk energi till motorn, vilket gör att den kan generera vridmoment och driva den mekaniska utrustningen. När motorn går in i ett retardationstillstånd behåller det mekaniska systemet fortfarande kinetisk energi på grund av tröghet. Under lämpliga styrförhållanden kan motorn gå in i ett genererande tillstånd, omvandla en del av denna mekaniska energi till elektrisk energi och mata tillbaka den till VFD:ns DC-buss.
För det andra kan regenerativ energi få DC-bussspänningen att stiga. Under drift måste en VFD hålla sin interna DC-bussspänning inom ett acceptabelt område. När motorn matar tillbaka elektrisk energi till systemet och energin inte kan förbrukas eller återföras till strömförsörjningen, ackumuleras den i DC-bussen, vilket gör att spänningen ökar. Om spänningen överskrider VFD:ns skyddsgräns kan ett överspänningslarm eller skyddsavstängning inträffa, vilket avbryter normal utrustningsdrift.
Huvudfunktionen hos en bromsmotståndslåda är att hantera detta överskott av elektrisk energi. När DC-bussspänningen når bromskontrolltröskeln aktiverar bromsenheten bromskretsen enligt dess styrlogik, vilket tillåter regenerativ energi att flöda genom bromsmotståndet. Motståndet omvandlar överskottet av elektrisk energi till värme och släpper ut den i den omgivande miljön, vilket hjälper till att minska DC-bussspänningen.
För det tredje förbättrar användningen av en bromsmotståndslåda flexibiliteten i motorretardationskontroll. I vissa industriella tillämpningar måste motorer stanna snabbt enligt förinställda retardationskurvor. Om regenerativ energi inte kan hanteras effektivt kan VFD behöva förlänga retardationstiden för att förhindra för hög DC-bussspänning. Med en lämpligt konfigurerad bromsmotståndslåda har systemet en extra väg för att avleda regenerativ energi, vilket möjliggör en mer flexibel retardationskontroll inom de tillåtna driftsförhållandena.
För det fjärde hjälper en bromsmotståndsbox till att minska utrustningsavstängningar orsakade av DC-bussöverspänning. I lyftutrustning, hissar, centrifugalmaskiner och stora transportörsystem kan motorer arbeta under avsevärd tröghet eller belastningskrafter. Under snabb retardation eller lastsänkning kan betydande regenerativ energi genereras. Om denna energi inte kan försvinna omedelbart, kan VFD aktivera sina skyddsfunktioner och avbryta utrustningens drift.
Dessutom ger bromsmotståndslådor extra stöd för olika typer av motordrivningstillämpningar. För utrustning som involverar frekvent start och stopp, snabb inbromsning eller stora tröghetsbelastningar hjälper korrekt konfigurering av en bromsmotståndsbox att förbättra systemets förmåga att hantera regenerativ energi.
Det bör noteras att inte alla VFD-system kräver en bromsmotståndslåda. Om en sådan behövs beror på faktorer som motoreffekt, belastningsegenskaper, bromsfrekvens, retardationskrav och VFD:ns egna energihanteringsförmåga. Vissa system kan hantera regenerativ energi genom alternativa lösningar, såsom energiregenereringsanordningar.
Sammantaget används en bromsmotståndslåda under VFD-bromsning för att avleda överskott av regenerativ energi, förhindra överdriven DC-bussspänning och hjälpa systemet att uppnå stabil och pålitlig retardation och bromskontroll.