回生ブレーキは、最新の可変周波数ドライブ (VFD)、特に単相出力 VFD において重要な機能です。高品質なものを提供する企業として単相出力VFD、これらの革新的なデバイスで回生ブレーキがどのように機能するかを詳しく掘り下げることに興奮しています。
単相出力 VFD の基本
回生ブレーキについて説明する前に、単相出力 VFD が何であるかを簡単に理解しましょう。単相出力 VFD は、単相入力電源を可変周波数の単相出力に変換するように設計されています。これは、単相電力がすぐに利用できるが、負荷が可変速動作を必要とするアプリケーションで非常に役立ちます。たとえば、小規模産業機械、家電製品、および一部の特殊機器では、単相出力 VFD がコスト効率と効率の高いソリューションを提供します。
単相出力 VFD は以下にも関連する可能性があります。単相入力 三相出力 VFDそして220v ～ 380v VFDそれらはすべて周波数変換器のファミリーに属しているという意味です。これらは電力変換と制御のいくつかの共通原理を共有していますが、多様な産業ニーズを満たすために出力要件が異なります。
回生ブレーキとは何ですか?
回生ブレーキは、移動負荷の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてから、電源システムにフィードバックされるか、制御された方法で消費されるプロセスです。単相出力 VFD のコンテキストでは、VFD に接続されたモーターを減速または停止する必要がある場合、単に機械式ブレーキを使用して運動エネルギーを熱として放散する代わりに、VFD はモーターを発電機として使用できます。これにより、エネルギーが節約されるだけでなく、機械的ブレーキコンポーネントの磨耗も軽減されます。
単相出力 VFD での回生ブレーキの仕組み
1. 発電機としてのモーター
単相出力 VFD に接続された負荷が減速し始めると、モーターは発電機モードに入ります。通常の動作では、VFD はモーターに電力を供給し、モーターはその電力を機械エネルギーに変換して負荷を駆動します。ただし、減速中は負荷の運動エネルギーにより、VFD の出力周波数で決まる速度よりも速くモーターが回転します。この時点で、モーターは発電機として機能します。
回転磁場を持つモーターは、ローターがこれらの磁場の中を移動するときに起電力 (EMF) を生成します。この生成された EMF は、通常のモーター動作電流と比較して逆方向に流れる電流を生成します。この発生する電流の大きさは、減速速度、負荷の慣性、モーター自体の特性などによって異なります。
2. VFDにおけるエネルギー変換
モーターが電気エネルギーの生成を開始すると、単相出力 VFD がこのエネルギーを処理する必要があります。 VFD 内には、通常、入力された単相 AC 電力を DC 電力に変換する整流器セクションがあります。回生ブレーキ中、モーターから生成される電気エネルギーは交流の形になります。この AC エネルギーは、まず VFD 内の同じ整流回路によって DC に整流されます。
その後、モーターからの追加エネルギーにより、VFD の DC バス上の DC 電圧が増加し始めます。 VFD コンポーネントに損傷を与える可能性がある DC バスの過電圧を防ぐために、VFD はこの過剰なエネルギーを管理する方法を備えている必要があります。
3. エネルギー処分のオプション
単相出力 VFD で回生エネルギーを処理するには、主に 2 つの方法があります。
インバータベースの回生システム
一部の先進的な単相出力 VFD では、インバータベースの回生システムが使用されています。このシステムは、DC バス上の DC エネルギーを正しい周波数と位相の単相 AC に変換して戻すことができます。この回生された AC 電力は、単相電源グリッドにフィードバックできます。
これを実現するために、VFD は双方向インバータ回路を使用します。 VFD 内のコントローラーは、電源グリッドの電圧と周波数を継続的に監視し、これらのパラメーターに一致するように双方向インバーターの出力を調整します。このようにして、回生されたエネルギーを効果的にグリッドに戻すことができ、システム全体のエネルギー消費を削減できます。
動的制動抵抗器
もう 1 つの一般的な方法は、ダイナミック ブレーキ抵抗器を使用することです。回生制動中に VFD の DC バス電圧が特定のしきい値を超えると、VFD の制動トランジスタがオンになります。これにより、DC バスが制動抵抗器に接続されます。過剰な電気エネルギーは、制動抵抗器内で熱として放散されます。
制動抵抗器の値は、VFD の定格電力と予想される回生エネルギー量に基づいて慎重に選択されます。抵抗器が大きいほど、より多くの電力を処理できますが、エネルギーの散逸が遅くなる可能性があります。一方、抵抗器が小さいと、エネルギーを素早く散逸できますが、回生電力が高すぎると過熱する可能性があります。
単相出力 VFD における回生ブレーキの利点
1. 省エネ
回生ブレーキの最も重要な利点の 1 つはエネルギーの節約です。負荷の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、それをグリッドにフィードバックするかシステム内で使用することにより、アプリケーションの全体的なエネルギー消費が削減されます。これは、コンベア システムやエレベータ ドライブなど、モータの起動と停止が頻繁に行われるアプリケーションでは特に重要です。
2. 機器寿命の延長
回生ブレーキにより、機械ブレーキへの依存が軽減されます。機械式ブレーキは時間の経過とともに摩耗し、性能が低下する可能性があります。減速時にモーターをブレーキとして使用することで、機械ブレーキ部品の摩耗が最小限に抑えられ、装置の寿命が長くなり、メンテナンスコストが削減されます。
3. システムパフォーマンスの向上
回生ブレーキによりモーターの減速を正確に制御できるため、システム全体のパフォーマンスが向上します。これにより、よりスムーズな停止と始動が可能になり、負荷とモーター自体の機械的ストレスが軽減されます。これにより、マシニング センターやロボット アームなどのアプリケーションでの位置決めの精度が向上します。
単相出力 VFD における回生ブレーキの応用
1. 小型産業機械
単相電力が普及している小規模産業環境では、回生ブレーキ付きの単相出力 VFD をさまざまな種類の機械で使用できます。たとえば、倉庫や軽工業で使用される小型コンベヤ ベルトでは、回生ブレーキ機能によりベルトの頻繁な起動と停止時のエネルギーを節約できます。
2. 家電製品
洗濯機や掃除機などの一部のハイエンド家電製品は、回生ブレーキを備えた単相出力 VFD の恩恵を受けることができます。洗濯機では、洗濯および脱水サイクル中にモーターの速度を頻繁に変更する必要があります。回生ブレーキはドラムの減速中にエネルギーの一部を回収し、機器全体のエネルギー消費を削減します。
ご購入・ご相談のお問い合わせ先
回生ブレーキを備えた単相出力 VFD やその他の関連製品に興味がある場合は、単相入力 三相出力 VFDそして220v ～ 380v VFD、私たちはあなたを助けるためにここにいます。当社の専門家チームは詳細な技術サポートを提供し、お客様の特定の用途に適した製品の選択をお手伝いします。エネルギー効率の向上、機器の寿命の延長、またはシステムのパフォーマンスの向上が必要な場合でも、当社の単相出力 VFD は理想的なソリューションです。お客様の要件について話し合いを開始し、当社の製品をお客様のプロジェクトに統合する可能性を検討してください。
参考文献
- ボーズ、BK (2002)。最新のパワー エレクトロニクスと AC ドライブ。プレンティス・ホール。
- モハン、N.、ウンデランド、TM、ロビンズ、WP (2012)。パワー エレクトロニクス: コンバータ、アプリケーション、および設計。ジョン・ワイリー＆サンズ。