Une solution de freinage pour variateur de fréquence est utilisée pour gérer l’énergie régénérée lors de la décélération ou de l’arrêt du moteur, afin d’éviter une tension excessive du bus continu et de garantir un fonctionnement sûr et efficace du système. Les solutions courantes incluent le freinage dynamique et le freinage par récupération, qui peuvent être sélectionnées en fonction des caractéristiques de la charge, de l’efficacité énergétique et des exigences de coût.

Dans un système de contrôle de vitesse à fréquence variable, la décélération et l’arrêt du moteur sont obtenus en réduisant progressivement la fréquence. Au moment où la fréquence diminue, la vitesse synchrone du moteur chute en conséquence, tandis que la vitesse du rotor reste inchangée en raison de l’inertie mécanique. Lorsque la vitesse synchrone w_1 devient inférieure à la vitesse du rotor w, la phase du courant rotorique se déplace d’environ 180 degrés, ce qui fait passer le moteur du mode moteur au mode générateur. Simultanément, le couple sur l’arbre moteur devient un couple de freinage T_e, réduisant rapidement la vitesse du moteur, plaçant ce dernier dans un état de freinage par récupération. L’énergie électrique régénérée P par le moteur est renvoyée dans le circuit continu par redressement double alternance via les diodes de roue libre. Comme l’énergie électrique dans le circuit continu ne peut pas être renvoyée au réseau via le pont redresseur, elle est uniquement absorbée par le condensateur propre du variateur. Bien que d’autres parties puissent consommer de l’énergie électrique, le condensateur accumule encore des charges pendant une courte période, formant une “tension de pompage”, ce qui fait augmenter la tension continue Ud. Une tension continue excessive peut endommager divers composants. Par conséquent, des mesures doivent être prises pour traiter cette énergie régénérée. Notre entreprise propose les deux solutions suivantes.

Solution A : Freinage dynamique
Cette méthode dissipe l’énergie régénérée par l’intermédiaire d’une résistance de freinage. Son principe de fonctionnement consiste à utiliser un hacheur (également appelé unité de freinage) pour contrôler la résistance de freinage afin d’absorber l’énergie dans le circuit continu, réalisant ainsi un freinage rapide. Cette solution présente une structure simple, un faible coût et un couple de freinage élevé, et elle ne pollue pas le réseau électrique. Cependant, elle ne permet pas de récupérer l’énergie régénérée. Elle convient aux applications sensibles au coût ou ayant des exigences faibles en matière de stabilité du réseau, comme dans les centrifugeuses ou les raboteuses standard.

Solution B : Freinage par récupération
Cette méthode convertit l’énergie régénérée en courant alternatif à la même fréquence et en phase pour la renvoyer au réseau. En utilisant la technologie d’onduleur actif, elle permet le recyclage de l’énergie, améliore l’efficacité du système et prend en charge le fonctionnement en quatre quadrants. Cependant, elle nécessite une tension de réseau stable (avec des fluctuations ne dépassant pas 15 %) ; sinon, des défauts de commutation peuvent facilement se produire. Il existe également un risque de pollution harmonique, et la complexité de contrôle ainsi que le coût sont relativement élevés. Elle convient aux applications nécessitant un freinage fréquent et disposant d’une alimentation réseau stable, comme les charges à énergie potentielle dans les grues et les ascenseurs.