U sistemima motora s promjenjivom frekvencijom (VFD), kočenje uključuje ne samo promjenu brzine motora već i pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju. Kada motor treba brzo usporiti, zaustaviti se ili raditi pod utjecajem vanjskog opterećenja, može proizvesti regenerativnu električnu energiju. Ako se ovom energijom ne rukuje pravilno, to može uzrokovati porast napona DC sabirnice unutar VFD-a, što utiče na normalan rad sistema. Stoga se kutije otpornika kočenja obično koriste u aplikacijama koje zahtijevaju efikasne performanse kočenja.
Prvo, važno je razumjeti konverziju energije koja se događa tijekom usporavanja motora. Tokom normalnog rada, VFD opskrbljuje električnom energijom motor, omogućavajući mu da generiše obrtni moment i pokreće mehaničku opremu. Kada motor uđe u stanje usporavanja, mehanički sistem i dalje zadržava kinetičku energiju zbog inercije. Pod odgovarajućim kontrolnim uslovima, motor može ući u stanje generisanja, pretvarajući deo ove mehaničke energije u električnu energiju i vraćajući je nazad u DC magistralu VFD-a.
Drugo, regenerativna energija može uzrokovati porast napona DC sabirnice. Tokom rada, VFD mora održavati svoj interni DC napon sabirnice unutar prihvatljivog raspona. Kada motor vraća električnu energiju natrag u sistem, a energija se ne može potrošiti ili vratiti u napajanje, ona se akumulira u DC sabirnici, uzrokujući povećanje napona. Ako napon premašuje zaštitnu granicu VFD-a, može doći do alarma prenapona ili zaštitnog isključivanja, prekidajući normalan rad opreme.
Glavna funkcija kočionog otpornika je da se nosi sa ovim viškom električne energije. Kada napon istosmjerne sabirnice dostigne kontrolni prag kočenja, kočiona jedinica aktivira kočioni krug u skladu sa svojom upravljačkom logikom, dopuštajući regenerativnoj energiji da teče kroz kočioni otpornik. Otpornik pretvara višak električne energije u toplinu i oslobađa je u okolno okruženje, pomažući u smanjenju napona DC sabirnice.
Treće, upotreba kočionog otpornika poboljšava fleksibilnost kontrole usporavanja motora. U nekim industrijskim primjenama, motori se moraju brzo zaustaviti prema unaprijed postavljenim krivuljama usporavanja. Ako se regenerativnom energijom ne može efikasno rukovati, VFD će možda morati produžiti vrijeme usporavanja kako bi spriječio prekomjerni napon istosmjerne sabirnice. Sa prikladno konfigurisanim kočionim otpornikom, sistem ima dodatni put za disipaciju regenerativne energije, omogućavajući fleksibilniju kontrolu usporavanja u okviru dozvoljenih radnih uslova.
Četvrto, kutija kočionog otpornika pomaže u smanjenju isključenja opreme uzrokovanih prenaponom DC magistrale. U opremi za dizanje, liftovima, centrifugalnim mašinama i velikim transportnim sistemima, motori mogu raditi pod značajnom inercijom ili silama opterećenja. Tokom brzog usporavanja ili spuštanja opterećenja, može se stvoriti značajna regenerativna energija. Ako se ova energija ne može brzo raspršiti, VFD može aktivirati svoje zaštitne funkcije i prekinuti rad opreme.
Osim toga, kutije kočionih otpornika pružaju pomoćnu podršku za različite vrste aplikacija motora. Za opremu koja uključuje često pokretanje i zaustavljanje, brzo usporavanje ili velika inercijska opterećenja, pravilno konfigurisanje kutije kočionog otpornika pomaže da se poboljša sposobnost sistema da upravlja regenerativnom energijom.
Treba napomenuti da svaki VFD sistem ne zahtijeva kutiju kočionog otpornika. Da li je potreban zavisi od faktora kao što su snaga motora, karakteristike opterećenja, frekvencija kočenja, zahtjevi za usporavanjem i vlastite sposobnosti VFD-a za rukovanje energijom. Neki sistemi mogu upravljati regenerativnom energijom putem alternativnih rješenja, kao što su uređaji za regeneraciju energije.
Sve u svemu, kutija kočionog otpornika se koristi tokom VFD kočenja kako bi se raspršio višak regenerativne energije, spriječio prekomjerni napon istosmjerne sabirnice i pomogao sistemu da postigne stabilno i pouzdano usporavanje i kontrolu kočenja.