ブレーキチョッパーはどのように最新の VFD システムの動的ブレーキ性能を向上させることができるか

デュフューを提供しますブレーキチョッパー可変周波数ドライブ (VFD) の外部ダイナミック ブレーキ ソリューションとして、急減速中または負荷のオーバーホール中にモーターが発電機として動作する際の DC バス電圧の制御に役立ちます。 CBU シリーズは 220V、380V、および 690V の駆動システム向けに設計されており、制動電力、デューティ サイクル、DC バス電圧、抵抗仕様、設置要件に従って構成できます。

ブレーキ チョッパーは、ダイナミック ブレーキ システムの重要なスイッチング コンポーネントです。モーターが減速すると、回生エネルギーが VFD の DC バスに逆流し、電圧が上昇する可能性があります。このエネルギーが適切に制御されていない場合、ドライブが過電圧保護または制御不能なシャットダウンを引き起こす可能性があります。制動チョッパは DC バス電圧を監視し、IGBT 回路を急速に切り替えて過剰なエネルギーを制動抵抗器に転送し、そこで熱に変換します。この記事では、ブレーキチョッパーの仕組み、主な技術パラメータ、選択基準、用途、保護機能、設置上の考慮事項について説明します。

目次

1. ブレーキチョッパーとは何ですか?
2. ブレーキチョッパーはどのように機能しますか?
3. どのような技術的パラメータが重要ですか?
4. ブレーキチョッパーはどのように選択すればよいですか?
5. ブレーキチョッパーはどこで使用されますか?
6. 制動チョッパーと制動抵抗器
7. どのような保護機能が重要ですか?
8. 設置と試運転に関する考慮事項
9. 製造と品質に関する考慮事項
10. よくある質問

ブレーキチョッパーとは何ですか?

制動チョッパは、可変周波数ドライブの DC 中間回路で使用される電子スイッチング デバイスです。その主な目的は、回生エネルギーによって引き起こされる DC バス電圧の上昇を制御することです。

モーターの通常の動作中、電気エネルギーは機械エネルギーに変換されます。ただし、高慣性負荷の減速時には、モーターが一時的に発電機として動作することがあります。次に、機械エネルギーは電気エネルギーに変換されて DC バスに転送されます。この回生エネルギーにより DC リンク電圧が増加します。

ブレーキチョッパーは、この過剰なエネルギーの制御された経路を提供します。 DC バス電圧が事前に設定された制動閾値に達すると、チョッパーの IGBT スイッチング回路がオンになり、エネルギーが外部制動抵抗器に向けられます。抵抗器は電気エネルギーを熱に変換し、DC バスを適切な動作範囲内に保つのに役立ちます。

したがって、ブレーキチョッパーは独立してエネルギーを消費しません。代わりに、制動抵抗器をいつ、どのように DC バスに接続するかを制御します。

ブレーキチョッパーはどのように機能しますか?

動作原理は、自動 DC バス電圧監視と高速電子スイッチングに基づいています。完全なプロセスは次のように要約できます。

1. モーター減速:VFD はモーターに速度を下げるよう命令します。
2. 回生動作：モーターは一時的に発電機として機能します。
3. DC バス電圧が上昇します。回生された電気エネルギーはドライブの DC リンクに戻ります。
4. 閾値検出:ブレーキ チョッパーは、DC バス電圧が設定された動作レベルに達したことを検出します。
5. IGBTスイッチング:スイッチング回路は導通し、制動抵抗器への経路を提供します。
6. エネルギー散逸:制動抵抗器は過剰な電気エネルギーを熱に変換します。
7. スイッチオフ:DC バス電圧が解放しきい値を下回ると、チョッパーがオフになります。

この切り替えサイクルは、制動中に急速に繰り返されることがあります。その結果、基本的な電圧監視用に別個の外部コントローラーを必要とせずに、回生エネルギーの散逸が制御されます。

頻繁なブレーキや高い回生エネルギーを使用するアプリケーションでは、VFD の内部ブレーキ容量が不十分な場合に、外部ブレーキ チョッパーが特に役立ちます。

どのような技術的パラメータが重要ですか?

モーター出力のみに基づいてブレーキチョッパーを選択すると、ブレーキシステムが不適切になる可能性があります。実際の回生条件、DC バス電圧、制動周波数、抵抗特性、およびデューティ サイクルをすべて評価する必要があります。

最終的な電圧、モデル、電気的構成、および制動容量は、特定の VFD およびアプリケーション要件に照らして常に確認する必要があります。

ブレーキチョッパーはどのように選択すればよいですか?

プロの選択は、単にチョッパーをモーターの定格出力に合わせるのではなく、ブレーキ条件から始まります。小型モーターを頻繁に停止するシステムでは、たまにしかブレーキをかけない大型モーターよりも厳しい熱条件が発生する可能性があります。

主な選択要素は次のとおりです。

• 駆動システム電圧:チョッパーの電圧クラスがVFD方式に対応していることを確認してください。
• モーター出力:モーター定格は、システム全体のサイジングの参考として使用してください。
• 負荷慣性:一般に、慣性負荷が大きいと、急減速時により多くの回生エネルギーが生成されます。
• 減速時間：停止時間を短くすると、瞬間的な制動力が向上します。
• ブレーキ頻度:ブレーキサイクルを繰り返すと熱応力が増大します。
• 制動抵抗器:抵抗値、定格電力、およびデューティ サイクルはチョッパーと互換性がある必要があります。
• 周囲温度:周囲温度が高くなると、利用可能な熱容量が減少する可能性があります。
• キャビネットの換気:熱を放散するには、適切な空気の流れと設置スペースが不可欠です。
• 並列運転：ブレーキ要件が 1 つのユニットの能力を超える場合は、複数のチョッパーを検討する場合があります。

エンジニアリング評価の場合、VFD モデル、モーター定格、負荷タイプ、必要な減速時間、ブレーキ周波数、既存の抵抗仕様、予想されるデューティ サイクルなどの有益な情報が含まれます。

ブレーキチョッパーはどこで使用されますか?

ブレーキチョッパは、急減速、高慣性、または負荷のオーバーホールによって大量のエネルギーが DC バスに返される可能性がある産業用駆動システムに広く適用できます。

制動チョッパーと制動抵抗器

よくある誤解は、制動チョッパーと制動抵抗器が同じ機能を実行するということです。実際には、これらはダイナミック ブレーキ システム内の補完的なコンポーネントです。

したがって、チョッパーはスイッチング コントローラーとして機能し、抵抗器はエネルギー散逸要素として機能します。どちらのコンポーネントも、駆動システムとブレーキのデューティ サイクルに正しく適合する必要があります。

どのような保護機能が重要ですか?

ブレーキ回路は大量の電気エネルギーと熱エネルギーを処理できるため、信頼性の高い産業運用には保護機能が重要です。選択した構成に応じて、Duffew CBU シリーズにはいくつかの保護機能を組み込むことができます。

• DCバス過電圧保護
• ブレーキ回路短絡保護
• 過熱保護
• 冷却ファンの故障保護
• 故障リレー出力

障害リレーは、定義された障害状態が発生したときに外部制御システムに信号を送信できます。これは、ブレーキ回路をより広範な産業用オートメーションおよび保護戦略に統合するのに役立ちます。

設置と試運転に関する考慮事項

電気的な安全性とブレーキ性能の両方にとって、正しい取り付けが不可欠です。ブレーキチョッパーを試運転する前に、エンジニアはチョッパーを単独でチェックするのではなく、ブレーキ回路全体を確認する必要があります。

1. チョッパの電圧クラスが駆動方式と一致していることを確認してください。
2. 接続する前に DC バスの極性を確認してください。
3. 制動抵抗器の抵抗と定格電力を確認してください。
4. すべての端子が正しく接続され、しっかりと締められていることを確認してください。
5. 十分な換気と設置スペースを確保してください。
6. 必要に応じて、電源配線を高感度の制御および信号配線から分離してください。
7. 制御アーキテクチャで必要な場合は、障害リレー回路を接続します。
8. システムに通電する前に電気検査を行ってください。

強制空冷は、高い制動頻度や大きな制動力を必要とする用途では重要です。実際の熱性能は、制動力、デューティサイクル、周囲温度、キャビネットの換気、設置スペース、および動作周波数によって異なります。

設置と試運転は、該当する製品マニュアルと電気要件に従って、有資格の電気担当者が行う必要があります。

製造と品質に関する考慮事項

中国のメーカーまたはサプライヤーからブレーキチョッパーを購入する産業顧客の場合、製品の性能を製造能力、テスト手順、文書、技術サポートと合わせて評価する必要があります。

デュフュー Electric は、制動チョッパ、制動抵抗器、制動ユニット、リアクトル、フィルタ、変圧器、産業用抵抗器など、産業用駆動および電力制御アプリケーション向けのパワー エレクトロニクス コンポーネントを製造しています。

製品の構成に応じて、品質管理には次のものが含まれる場合があります。

• 入荷検査
• 電気接続検査
• 絶縁抵抗試験
• 絶縁耐力試験
• スイッチング機能の検証
• 保護機能の検証
• 冷却ファンの点検
• 端子・寸法検査
• 最終製品の検査と梱包

CBU シリーズは GB/T 12668 の適用要件に従って製造されており、Dufew Electric は品質および製品コンプライアンス システム内で関連する ISO および CE 認証を維持しています。特定の認証文書と技術記録は、選択したモデルとプロジェクトの要件に従って確認する必要があります。

ブレーキチョッパーに関するよくある質問

1. ブレーキチョッパーの主な目的は何ですか?

ブレーキチョッパーは、モーターの減速またはオーバーホール動作中に VFD の DC バスに戻される回生エネルギーを制御します。過剰なエネルギーを制動抵抗器に切り替えて、過剰な DC バス電圧を防止します。

2. 制動チョッパーは制動抵抗器の代わりになりますか?

いいえ。2 つのコンポーネントは異なる機能を実行します。制動チョッパはスイッチング経路を制御し、制動抵抗器は回生電気エネルギーを熱に変換します。これらは通常、一緒に動作するように設計されています。

3. 1 つのブレーキ チョッパーで高出力ブレーキ アプリケーションをサポートできますか?

これは、必要な制動力、デューティ サイクル、DC バス電圧、抵抗構成、および選択したモデルによって異なります。単体では不十分な場合は、システム設計に応じて互換性のある複数のチョッパを並列接続することができます。

4. Dufew CBU シリーズはどの電圧システムをサポートできますか?

CBU シリーズは、220V、380V、および 690V の駆動システムで使用できます。 VFD の DC バス特性と用途に応じて、適切なモデルと制動電圧を選択する必要があります。

5. ブレーキチョッパーをリクエストする場合、どのような情報を提供する必要がありますか?

技術的な選択を正確に行うために、可能であれば、駆動モデル、システム電圧、モーター出力、負荷タイプ、減速時間、制動周波数、必要な制動力、制動抵抗器の仕様、デューティ サイクル、周囲条件、および設置要件を提供してください。

結論

適切に選択されたブレーキチョッパー要求の厳しい VFD アプリケーションにおいて、回生エネルギーを制御し、安定した DC バス電圧を維持する上で重要な役割を果たします。エレベーターやクレーンから遠心分離機、コンベア、繊維機器、工作機械に至るまで、チョッパー、制動抵抗器、冷却システム、保護機能を適切に組み合わせることで、ダイナミック ブレーキの信頼性を向上させることができます。新しい駆動システム用の制動チョッパーを評価している場合、または電圧、制動電力、抵抗仕様、デューティ サイクルのマッチングに関するサポートが必要な場合は、お問い合わせデュフュー Electric とアプリケーション要件について話し合い、適切な構成を特定します。