Пастаўшчыкі прылад зваротнай сувязі па энергіі для пераўтваральнікаў частаты нагадваюць вам, што ў цяперашні час у сістэмах кіравання хуткасцю пераўтварэння частаты пераменнага току шырока выкарыстоўваецца простае тармажэнне з выкарыстаннем спажывання энергіі, якое мае такія недахопы, як марнаванне электрычнай энергіі, моцны нагрэў рэзістара і нізкая хуткасць тармажэння. Пры частым тармажэнні асінхронных рухавікоў выкарыстанне тармажэння з выкарыстаннем зваротнай сувязі з'яўляецца вельмі эфектыўным метадам эканоміі энергіі і дазваляе пазбегнуць шкоды для навакольнага асяроддзя і абсталявання падчас тармажэння. Здавальняючыя вынікі былі дасягнуты ў такіх галінах прамысловасці, як электравозы і здабыча нафты. З пастаянным з'яўленнем новых сілавых электронных прылад, павышэннем эканамічнай эфектыўнасці і ўсведамленнем людзей эканоміі энергіі і скарачэння спажывання існуе шырокі спектр перспектыў прымянення.
Тармазная прылада з зваротнай сувяззю па энергіі асабліва падыходзіць для сітуацый, калі магутнасць рухавіка вялікая, напрыклад, большая або роўная 100 кВт, момант інэрцыі абсталявання gd2 вялікі, і яно адносіцца да сістэмы паўтаральнай кароткачасовай бесперапыннай працы. Зніжэнне запаволення з высокай хуткасці на нізкую вялікае, час тармажэння кароткі, і патрабуецца моцнае тармажэнне. Для паляпшэння эфекту энергазберажэння і зніжэння страт энергіі падчас тармажэння неабходна таксама рэкупераваць энергію запаволення і перадаваць яе ў электрасетку для дасягнення эфекту энергазберажэння.
Прынцып тармажэння з зваротнай сувяззю
У сістэме рэгулявання хуткасці са зменнай частатой запаволенне і спыненне рухавіка дасягаюцца шляхам паступовага зніжэння частаты. У момант зніжэння частаты сінхронная хуткасць рухавіка адпаведна памяншаецца. Аднак з-за механічнай інерцыі хуткасць ротара рухавіка застаецца нязменнай, і яго хуткасць змяняецца з пэўным затрымкай. У гэты час фактычная хуткасць будзе большай за зададзеную, што прывядзе да сітуацыі, калі зваротная электрарухаючая сіла e рухавіка будзе вышэйшай за напружанне пастаяннага току на клемах u пераўтваральніка частаты, гэта значыць e>u. У гэты момант электрарухавік становіцца генератарам, які не толькі не патрабуе харчавання з сеткі, але і можа адпраўляць электрычнасць у сетку. Гэта не толькі мае добры тармазны эфект, але і пераўтварае кінетычную энергію ў электрычную, якую можна адпраўляць у сетку для рэкуперацыі энергіі, забіваючы двух зайцоў адным стрэлам. Вядома, для дасягнення гэтага павінен быць блок зваротнай сувязі па энергіі для аўтаматычнага кіравання. Акрамя таго, схема зваротнай сувязі па энергіі павінна таксама ўключаць рэактары пераменнага і пастаяннага току, паглынальнікі супраціўлення ёмістасці, электронныя перамыкачы і г.д.
Як добра вядома, схема маставога выпрамніка звычайных пераўтваральнікаў частаты з'яўляецца трохфазнай некіраванай, таму немагчыма дасягнуць двухнакіраванай перадачы энергіі паміж ланцугом пастаяннага току і крыніцай харчавання. Эфектыўным рашэннем гэтай праблемы з'яўляецца выкарыстанне тэхналогіі актыўнага інвертара, а ў выпрамніку выкарыстоўваецца рэверсіўны выпрамнік, таксама вядомы як сеткавы канвертар. Кіруючы сеткавым інвертарам, рэгенераваная электрычная энергія пераўтвараецца ў пераменны ток з той жа частатой, фазай і частатой, што і сетка, і падаецца назад у сетку для тармажэння. Раней у актыўных інвертарных блоках у асноўным выкарыстоўваліся тырыстарныя схемы, якія маглі бяспечна выконваць працу зваротнай сувязі толькі пры стабільным напружанні сеткі, не схільным да паломак (ваганні напружання сеткі не перавышаюць 10%). Гэты тып схемы мог бяспечна выконваць працу зваротнай сувязі інвертара толькі пры стабільным напружанні сеткі, не схільным да паломак (ваганні напружання сеткі не перавышаюць 10%). Таму што падчас тармажэння пры выпрацоўцы энергіі, калі час тармажэння напружаннем сеткі перавышае 2 мс, можа адбыцца збой камутацыі і пашкоджанне кампанентаў. Акрамя таго, пры глыбокім кіраванні гэты метад мае нізкі каэфіцыент магутнасці, высокі ўзровень гармонік і перакрываючую камутацыю, што прыводзіць да скажэння формы сігналу напружання электрасеткі. Адначасова кіраванне мае складанасць і высокі кошт. З практычным прымяненнем цалкам кіраваных прылад былі распрацаваны рэверсіўныя пераўтваральнікі з кіраваннем перарывальнікамі, якія выкарыстоўваюць ШІМ-кіраванне. Такім чынам, структура інвертара на баку сеткі цалкам ідэнтычная структуры інвертара, абодва з якіх выкарыстоўваюць ШІМ-кіраванне.
З вышэйпаказанага аналізу відаць, што для дасягнення сапраўднага тармажэння інвертара з зваротнай сувяззю па энергіі ключом да поспеху з'яўляецца кіраванне інвертарам з боку сеткі. У наступным тэксце разглядаецца алгарытм кіравання інвертарам з боку сеткі з выкарыстаннем цалкам кіраваных прылад і метаду ШІМ-кіравання.
алгарытм кіравання
Алгарытм кіравання для інвертараў з боку сеткі звычайна выкарыстоўвае вектарны алгарытм кіравання, дзе vdc, v * dc і △ vdc прадстаўляюць адпаведна вымеранае значэнне, зададзенае значэнне і памылку кіравання напружаннем шыны пастаяннага току; id、i*d、 Δ id прадстаўляе адпаведна вымеранае значэнне, зададзенае значэнне і памылку кіравання воссю d інвертара з боку сеткі; iq、i*q、 Δ iq прадстаўляе адпаведна вымеранае значэнне, зададзенае значэнне і памылку кіравання токам восі q сеткавага пераўтваральніка; Δ v * d, v * d і v * q адпаведна прадстаўляюць зададзеную велічыню адхілення выхаднога напружання восі d, зададзеную велічыню выхаднога напружання восі d і зададзеную велічыню выхаднога напружання восі q сеткавага інвертара; EABC, V * ABC і IABC адпаведна прадстаўляюць імгненныя зададзеныя значэнні патэнцыялу сеткі, выхаднога напружання пераўтваральніка з боку сеткі і трохфазныя імгненныя значэнні выхаднога току; напрыклад, φ прадстаўляе адпаведна амплітуду і фазу патэнцыялу сеткі.
Алгарытм вектарнага кіравання вылічвае розніцу паміж вымераным напружаннем шыны пастаяннага току і зададзеным значэннем, і атрымлівае зададзенае значэнне току па восі d праз рэгулятар PI; затым, на аснове вымеранай фазы напружання сеткі, вымераны выхадны ток інвертара з боку сеткі сінхронна пераўтвараецца ў каардынатах для атрымання вымераных значэнняў току па восі d і току па восі q. Пасля карэкціроўкі π значэнне па восі d дадаецца да амплітуды напружання сеткі для атрымання зададзеных значэнняў напружання па восі d і напружання па восі q. Пасля сінхроннага адваротнага пераўтварэння каардынат атрымліваецца выхад.
Перавагай гэтага алгарытму з'яўляецца высокая дакладнасць кіравання і добры дынамічны водгук; недахопам з'яўляецца тое, што ў алгарытме кіравання шмат пераўтварэнняў каардынат, і алгарытм складаны, што патрабуе высокай вылічальнай магутнасці ад кіруючага працэсара.
У ім выкарыстоўваецца ШІМ-выпрамляльнік з адсочваннем току. Гэты спрошчаны алгарытм непасрэдна памнажае зададзенае значэнне току па восі d на эталоннае значэнне трохфазнага сінуса, атрыманае з вымеранай табліцы пошуку фаз напружання сеткі, каб атрымаць зададзенае значэнне трохфазнага выходнага току, а затым выконвае простую карэкціроўку π для атрымання зададзенага значэння трохфазнага выходнага напружання і яго вываду. З-за адсутнасці разлікаў пераўтварэння каардынат у гэтым алгарытме патрабаванні да вылічальнай магутнасці для працэсара кіравання адносна нізкія. З іншага боку, з-за характарыстык самога π-рэгулятара існуе пэўная стацыянарная памылка ў яго кіраванні патокам пераменнага току, таму каэфіцыент магутнасці гэтага алгарытму ніжэйшы, чым у стандартнага алгарытму вектарнага кіравання. Падчас дынамічных працэсаў ваганні напружання шыны пастаяннага току адносна вялікія, і верагоднасць узнікнення напружання шыны пастаяннага току і іншых няспраўнасцей падчас хуткіх дынамічных працэсаў адносна высокая.
Характарыстыкі тармажэння з зваротнай сувяззю
Строга кажучы, інвертар з боку сеткі нельга проста называць «выпрамніком», бо ён можа функцыянаваць як выпрамнік, так і інвертар. Дзякуючы выкарыстанню прылад самаадключэння, велічыня і фаза пераменнага току могуць рэгулявацца з дапамогай адпаведнага рэжыму ШІМ, што робіць уваходны ток набліжаным да сінусоіды і забяспечвае, каб каэфіцыент магутнасці сістэмы заўсёды набліжаўся да 1. Калі рэкуператыўная магутнасць, якая вяртаецца ад інвертара праз тармажэнне рухавіка пры запаволенні, павялічвае напружанне пастаяннага току, фаза ўваходнага пераменнага току можа быць адваротнай у параўнанні з фазай напружання крыніцы харчавання для дасягнення рэкуператыўнага рэжыму, і рэкуператыўная магутнасць можа быць пададзена назад у сетку пераменнага току, у той час як сістэма ўсё яшчэ можа падтрымліваць напружанне пастаяннага току на зададзеным значэнні. У гэтым выпадку інвертар з боку сеткі працуе ў актыўным стане інвертара. Гэта дазваляе лёгка дасягнуць двухнакіраванага патоку магутнасці і мае высокую дынамічную хуткасць водгуку. У той жа час такая тапалагічная структура дазваляе сістэме цалкам кантраляваць абмен рэактыўнай і актыўнай магутнасцю паміж бакамі пераменнага і пастаяннага току з эфектыўнасцю да 97% і значнымі эканамічнымі перавагамі. Страты цяпла складаюць 1% ад спажывання энергіі пры тармажэнні і не забруджваюць электрасетку. Каэфіцыент магутнасці складае каля 1, што з'яўляецца экалагічна чыстым. Такім чынам, тармажэнне са зваротнай сувяззю можа шырока выкарыстоўвацца для энергазберагальнай працы ў сцэнарах тармажэння са зваротнай сувяззю пры ШІМ-перадачы пераменнага току, асабліва ў сітуацыях, калі патрабуецца частае тармажэнне. Магутнасць электрарухавіка таксама высокая, і эфект эканоміі энергіі значны. У залежнасці ад умоў эксплуатацыі сярэдні эфект эканоміі энергіі складае каля 20%. Адзіным недахопам рэалізацыі кіравання са зваротнай сувяззю з'яўляецца складаная структура сістэмы кіравання.
Карацей кажучы, можна заўважыць, што прылада з сістэмай зваротнай сувязі па энергіі мае значна лепшыя перавагі ў параўнанні з тармажэннем па спажыванні энергіі і тармажэннем пастаянным токам. Выкарыстоўваючы тармажэнне з зваротнай сувяззю для вяртання рэгенераванай электраэнергіі ў сетку, можна дасягнуць эфекту зніжэння спажывання энергіі і эканоміі выдаткаў на электраэнергію. Такім чынам, у цяперашняй сітуацыі дэфіцыту электраэнергіі, выкліканага хуткім эканамічным развіццём у розных частках Кітая, прасоўванне і прымяненне тармажэння з зваротнай сувяззю мае важнае значэнне для эканоміі энергіі.