Lieferanten von Rückkopplungseinheiten weisen darauf hin: Gängige DC-Motherboard-Technologie ist ein AC-Drehzahlregelungssystem für mehrere Motoren. Ein separates Gleichrichter-/Rückkopplungsgerät versorgt das System mit einer bestimmten Gleichstromleistung. Der Drehzahlregler ist direkt mit dem DC-Motherboard verbunden. Im Netzbetrieb bezieht der Wechselrichter seinen Strom vom Motherboard. Im Stromerzeugungsbetrieb wird die Energie über das Motherboard und das Rückkopplungsgerät direkt ins Stromnetz eingespeist. Dies führt zu Energieeinsparungen, erhöhter Betriebssicherheit, reduziertem Wartungsaufwand und benötigtem Platz.
I. Ursprung des gemeinsamen Gleichstrom-Bussystems
Bei Motoren mit häufigem Anfahren, Bremsen oder Vierquadrantenbetrieb beeinflusst die Bremssteuerung nicht nur das dynamische Verhalten des Systems, sondern auch die Wirtschaftlichkeit. Daher steht die Rückkopplungsbremsung im Fokus der Diskussion. Doch wie lässt sich Rückkopplungsbremsung am einfachsten realisieren, wenn die meisten gängigen Frequenzumrichter noch nicht in der Lage sind, erneuerbare Energien mit einem einzigen Frequenzumrichter zu erzeugen?
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird hier ein Rückkopplungssystem für erneuerbare Energien in Form einer gemeinsamen Gleichstrom-Busleitung eingeführt, das die beim Bremsen erzeugte erneuerbare Energie voll ausnutzen und so Strom sparen und erneuerbaren Strom verarbeiten kann.
Zusammensetzung eines gemeinsamen Gleichstrom-Bussystems
Ein gängiges DC-Bus-Steuerungssystem besteht üblicherweise aus einer Gleichrichter-/Rückkopplungseinheit, einem öffentlichen DC-Bus, einem Wechselrichter usw. Die Rückkopplungseinheit lässt sich in zwei Arten unterteilen: Energierückkopplung über einen selbstgekoppelten Transformator und Energierückkopplung ohne selbstgekoppelten Transformator. Bei der Energierückkopplung ohne selbstgekoppelten Transformator wird das System während des Gleichrichtungsprozesses durch kontinuierliche Reduzierung der Spannung im Zwischenkreis mittels Phasenanschnittsteuerung im Rückkopplungszustand gehalten.
Drittens das Prinzip des gemeinsamen Gleichstrombussystems
Wir wissen, dass die Mehrfachübertragung von Asynchronmotoren im üblichen Sinne eine Gleichrichterbrücke, einen DC-Zwischenkreis und mehrere Wechselrichter umfasst. Die vom Motor benötigte Energie wird über den PWM-Wechselrichter im DC-Betrieb ausgegeben. Im Mehrfachübertragungsbetrieb wird die beim Bremsen erfasste Energie in den DC-Stromkreis zurückgeführt. Über diesen DC-Stromkreis kann ein Teil der Rückkopplungsenergie von anderen Elektromotoren im elektrischen Betrieb genutzt werden. Bei besonders hohem Bremsbedarf müssen diese Motoren lediglich an einen gemeinsamen Zwischenkreis und eine gemeinsame Bremsanlage angeschlossen sein.
Die in Abbildung 1 dargestellte Verdrahtung ist eine typische gängige DC-Motherboard-Bremsmethode. M1 befindet sich im elektrischen Zustand, M2 befindet sich oft im Stromerzeugungszustand, und die dreiphasige Wechselstromversorgung von 380 V wird an VF1 empfangen.
Abbildung 1: Rückkopplungsbremsverfahren für eine gemeinsam genutzte Gleichstrombusleitung
Der Frequenzumrichter VF1 und VF2 am Elektromotor M1 im elektrischen Zustand ist über einen gemeinsamen Gleichstromzwischenkreis mit dem Bus von VF1 verbunden. VF2 dient dabei ausschließlich als Wechselrichter. Befindet sich M2 im elektrischen Zustand, wird die benötigte Energie über die Gleichrichterbrücke von VF1 aus dem Wechselstromnetz bezogen. Im Stromerzeugungszustand wird die überschüssige Energie über den Gleichstromzwischenkreis vom elektrischen Motor M2 aufgenommen.
Die Vorteile eines gemeinsamen Gleichstrombussystems
1. Ein gemeinsames Gleichstrombussystem ist die beste Lösung für die Mehrmotoren-Antriebstechnik und löst den Widerspruch zwischen dem elektrischen Zustand und dem Stromerzeugungszustand mehrerer Motoren. In diesem System können verschiedene Geräte gleichzeitig in unterschiedlichen Zuständen arbeiten. Eine Gleichrichter-Rückkopplungseinheit gewährleistet eine stabile Versorgung mit Gleichstrombusspannung und speist überschüssige Energie ins Netz zurück, wodurch eine sinnvolle Nutzung erneuerbarer Energien ermöglicht wird.
2. Die gängige DC-Bus-Systemausrüstung zeichnet sich durch eine kompakte und stabile Bauweise aus. Im Mehrmotorenantriebssystem entfällt eine Vielzahl von Peripheriegeräten wie Bremseinheiten, Bremswiderständen usw., was Platz und Wartungsaufwand spart, potenzielle Fehlerquellen reduziert und die Gesamtsteuerungsgenauigkeit der Anlage verbessert.
3. Die Verwendung der gängigen DC-Bus-Technologie in Anwendungen mit mehreren Motoren, wie z. B. Rollenbahnen, stellt eine Entwicklungsrichtung für die Geschwindigkeitsregelung von Rollenbahnen dar. Sie ermöglicht eine hohe dynamische und statische Leistungsfähigkeit sowie eine präzise Geschwindigkeitsregelung bei gleichzeitiger rationeller Nutzung und Wiederverwertung erneuerbarer Energien im System.
Fünftens einige allgemeine Punkte zur Gestaltung von Gleichstrom-Bussystemen.
1. Der Wechselrichter benötigt eine gemeinsame Gleichrichtereinrichtung; diese Gleichrichtereinrichtung ist ein spezielles Gerät, das mit der gemeinsamen DC-Busleitung verbunden ist.
2. Wechselrichter möglichst zusammen installieren, lange Verkabelungsstrecken vermeiden, vorzugsweise im selben Elektroraum;
3. Jeder Wechselrichter muss über eine separate Schutzeinrichtung verfügen.
4. Für die Nutzung mit öffentlichen Gleichstrom-Busleitungen kann kein allgemeiner Frequenzumrichter verwendet werden, da sonst die Gefahr eines Ausfalls des Gebläses besteht.
Die Nennleistung der Motoren M1 ~ M4 ist möglicherweise nicht gleich, es muss jedoch geprüft werden, ob die Energierückführung während der Stillstandszeiten genutzt werden kann.
6. Die allgemeine Anzahl der Betriebsstationen liegt bei 4 bis 12 Einheiten (die Motorleistung kann unterschiedlich sein). Ein Satz öffentlicher Gleichstrombusse ist gut.
7. Der Wechselrichter kann den Permanentmagnet-Synchronmotor ansteuern und das Anlaufproblem lösen.