Leverandører af energifeedback-enheder til frekvensomformere minder om, at i traditionelle frekvensstyringssystemer bestående af frekvensomformere, asynkronmotorer og mekaniske belastninger, kan motoren være i en regenerativ bremsetilstand, når den potentielle belastning, der overføres af motoren, sænkes. Eller når motoren decelererer fra høj hastighed til lav hastighed (inklusive parkering), kan frekvensen pludselig falde, men på grund af motorens mekaniske inerti kan den være i en regenerativ strømgenereringstilstand. Der er to metoder til at håndtere frekvensomformerens regenerative energi: den ene er modstandsenergiafladningsmetoden; en anden metode er den inverse feedbackmetode. Den inverse feedbackmetode er en "dual PWM"-struktur bestående af fuldt styrede koblingselementer, men dens høje omkostninger begrænser dens udbredte anvendelse. Nedenfor er en introduktion til en ny feedbackmetode til regenerering af energi i en frekvensomformer.
Funktionsprincip for energifeedback
Feedbacken af regenerativ energi skal føre den akkumulerede elektriske energi i begge ender af filterkondensatoren, som genereres af motoren i regenerativ bremsetilstand, tilbage til elnettet. Som feedbackkreds skal to betingelser være opfyldt:
(1) Når frekvensomformeren fungerer normalt, fungerer feedbackenheden ikke. Feedbackenheden fungerer kun, når DC-busspændingen er højere end en bestemt værdi. Når DC-busspændingen falder tilbage til normal, skal feedbackenheden slukkes rettidigt, ellers vil det øge belastningen på ensretterkredsløbet.
(2) Omformerens feedbackstrøm skal være kontrollerbar.
Invertersektion
V1-V6 tyristorer danner et trefaset broinverterkredsløb. Tyristorer har fordelene ved lave omkostninger, enkel styring, pålidelig drift og moden teknologi. Men tyristorer er semi-styrede komponenter, og inverterkredsløbet bestående af tyristorer skal sikre, at den minimale invertervinkel er større end 30°, ellers er det let at forårsage inverterfejl, men dette gør den normale spænding på DC-bussen højere end inverterspændingen. Inverterkredsløbet bestående af tyristorer kan starte inverteren ved at udsende en triggerpuls, men kan ikke stoppe inverteren ved at annullere triggerpulsen. Hvis triggerpulsen annulleres under invertering, vil det resultere i alvorlige konsekvenser af inverteringsfejl. Derfor er det nødvendigt at bruge metoden til at afbryde DC-kredsløbet for at stoppe inverteren.
VT's funktion er dobbelt: den ene er at styre start eller stop af inverterkredsløbet. Når VT er tændt, påføres DC-spændingen på inverterbroen for at starte inverteren. Når VT er slukket, afbrydes DC-kredsløbet, og inverteren stopper (på dette tidspunkt er triggerpulsen valgfri). Den normale spænding på DC-bussen er cirka DC600V (med en udsving på ± 10% i netspændingen). Inverterens start og stop afhænger af størrelsen af DC-busspændingen og anvender hysteresestyring. Når DC-busspændingen er højere end 1,2 × 600V, startes inverteren, og når den er lavere end 1,1 × 600V, slukkes inverteren. En anden funktion af VT er at styre størrelsen af inverterstrømmen.
Styring af inverterstrøm
Ved reversering er DC-busspændingen og inverterspændingen parallelforbundet med samme polaritet, og busspændingen er højere end inverterspændingen. Induktansen L bruges til at udligne spændingsforskellen. Styringen af VT kan anvende PWM-strømhysteresestyringsmetode, og strømhysteresemetoden anvendes her.
Når iL < IΑ L-IL, leder VT; Jævnstrømsspændingen påføres induktoren L og inverterbroen, hvilket danner en strøm i bane 1, og strømmen iL begynder at stige; Når iL stiger over I3 L+IL, slukkes VT, og induktoren fortsætter med at flyde gennem diode D. Strømmen iL begynder at falde. Når iL falder til I3 L-IL, leder VT igen, og iL begynder at stige igen. Ved at ændre VT til/fra, opretholdes inverterstrømmen iL på en indstillet værdi I3, og uanset hvordan spidsværdien af inverterspændingen ændrer sig, kan induktansen L holdes meget lille på grund af brugen af højfrekvent kontaktstyring.
Kort sagt skal ledningsevnen af VT opfylde to betingelser samtidigt: (1) DC-spændingen Uc er højere end den indstillede øvre spændingsgrænse; (2) Når inverterstrømmen iL er mindre end den indstillede nedre strømgrænse.
Nedlukningen af VT skal opfylde en af følgende to betingelser: (1) DC-spændingen Uc er lavere end den indstillede nedre spændingsgrænse; (2) Når inverterstrømmen iL overstiger den indstillede øvre grænse.
For at undgå hyppig VT-skiftning anvendes hysteresestyring for spænding Uc og strøm iL, og loopbredden er forskellen mellem de indstillede øvre og nedre grænser.
Beregning af induktans
For at forenkle beregningen og ignorere den øjeblikkelige variation af inverterspændingen Vd Β, som betragtes som en konstant størrelse, kan følgende ligning opnås: L diL dt = Uc Ud Β Løsning af ligningen giver t1 = 2ILL Uc Ud Β, hvor IL - strømhysteresebredde;
Uc - DC spænding; Ud Β - gennemsnitsværdi af inverterspænding.
I t2-intervallet er VT slukket, og spændingen fortsætter med at flyde gennem D.
Følgende ligning er: L diL dt=- Ud Β Løsning: t2=2ILL Ud Β Hakningsperiode: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Hakningsfrekvens: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc induktans: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Ovenstående ligning indikerer, at når f er meget høj, er L meget lille. Dette er forskelligt fra typiske tyristor-inverterkredsløb. Ovenstående formel kan bruges som basis for valg af induktans.
Beregning af kondensatorudladningsstrøm
Kun når VT er ledende, kan der flyde en afladningsstrøm ud af kondensatoren. Derfor er den gennemsnitlige værdi af afladningsstrømmen: Ic=t1 TI 3 L. Ved at indsætte ovenstående formel i formlen for hakkecyklussen bliver resultatet: Ic=Ud Β Uc I 3 L