आवृत्ति कनवर्टर सहायक उपकरणों के आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाते हैं कि सार्वभौमिक आवृत्ति कन्वर्टर्स, एसिंक्रोनस मोटर्स और यांत्रिक भार से युक्त पारंपरिक आवृत्ति नियंत्रण प्रणाली में, जब मोटर द्वारा संचालित बिट ऊर्जा भार को छुट्टी दे दी जाती है, तो मोटर पुनर्योजी बिजली उत्पादन ब्रेकिंग स्थिति में हो सकती है; या जब मोटर उच्च गति से कम गति (रोक सहित) तक धीमी हो जाती है, तो आवृत्ति गिर सकती है, लेकिन मोटर की यांत्रिक जड़ता के कारण, मोटर पुनर्योजी बिजली उत्पादन की स्थिति में हो सकती है, और ट्रांसमिशन सिस्टम में संग्रहीत यांत्रिक ऊर्जा को इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा बिजली में परिवर्तित किया जाता है, जिसे इन्वर्टर के छह निरंतर वर्तमान डायोड के माध्यम से इन्वर्टर के डीसी सर्किट में वापस कर दिया जाता है।
सामान्य आवृत्ति कन्वर्टर्स में, नवीकरणीय ऊर्जा के प्रसंस्करण के लिए दो सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं:
(1) डीसी सर्किट में कृत्रिम रूप से सेट किए गए संधारित्र के समानांतर "ब्रेकिंग प्रतिरोध", जिसे गतिशील ब्रेकिंग स्थिति कहा जाता है;
(2), इसे ग्रिड पर वापस लाने के लिए, इसे फीडबैक ब्रेकिंग अवस्था (जिसे पुनर्योजी ब्रेकिंग अवस्था भी कहा जाता है) कहा जाता है। एक ब्रेकिंग विधि भी है, यानी डीसी ब्रेकिंग, जिसका उपयोग उन स्थितियों में किया जा सकता है जहाँ बाहरी कारकों के कारण स्टार्ट करने से पहले सटीक पार्किंग या मोटर ब्रेक के अनियमित घुमाव की आवश्यकता होती है।
पुस्तकों और प्रकाशनों में, कई विशेषज्ञों ने इन्वर्टर ब्रेकिंग के डिज़ाइन और अनुप्रयोग के बारे में बात की है, खासकर हाल ही में "ऊर्जा फीडबैक ब्रेकिंग" पर कई लेख प्रकाशित हुए हैं। आज, लेखक एक नए प्रकार की ब्रेकिंग विधि प्रस्तुत करता है, जिसमें "फीडबैक ब्रेकिंग" के चार-चतुर्थांश संचालन, उच्च परिचालन दक्षता और प्रदूषण-मुक्त ग्रिड के लिए "ऊर्जा खपत ब्रेकिंग" के लाभ और उच्च विश्वसनीयता है।
ऊर्जा ब्रेक
मोटर की नवीकरणीय विद्युत ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए डीसी सर्किट में निर्धारित ब्रेकिंग प्रतिरोध का उपयोग करना ऊर्जा उपभोग ब्रेकिंग कहलाता है।
इसके फायदे हैं सरल निर्माण; ग्रिड में कोई प्रदूषण नहीं (फीडबैक की तुलना में), कम लागत; नुकसान कम परिचालन दक्षता है, खासकर जब लगातार ब्रेक लगाने से बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होगी और ब्रेकिंग प्रतिरोध की क्षमता बढ़ जाएगी।
सामान्यतः, सामान्य आवृत्ति कनवर्टर में, छोटे पावर आवृत्ति कनवर्टर (22kW से कम) में एक अंतर्निहित ब्रेक इकाई होती है, केवल ब्रेक प्रतिरोध जोड़ने की आवश्यकता होती है। उच्च पावर आवृत्ति कनवर्टर (22kW से अधिक) के लिए एक बाहरी ब्रेक इकाई, ब्रेक प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
फीडबैक ब्रेक
ऊर्जा फीडबैक ब्रेकिंग प्राप्त करने के लिए वोल्टेज और आवृत्ति तथा फेज़ नियंत्रण, फीडबैक धारा नियंत्रण और अन्य स्थितियों की आवश्यकता होती है। यह सक्रिय उत्क्रमण तकनीक का उपयोग है, जो नवीकरणीय बिजली को उसी आवृत्ति पर ग्रिड में वापस भेजती है और फेज़ एसी बिजली को वापस ग्रिड में भेजती है, जिससे ब्रेकिंग प्राप्त होती है।
फीडबैक ब्रेकिंग का लाभ यह है कि यह चार चतुर्भुजों में चल सकती है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। विद्युत ऊर्जा फीडबैक प्रणाली की दक्षता में सुधार करता है। इसके नुकसान ये हैं:
(1), इस फीडबैक ब्रेकिंग विधि का उपयोग केवल स्थिर ग्रिड वोल्टेज के तहत किया जा सकता है जो आसानी से विफल नहीं होता है (ग्रिड वोल्टेज में उतार-चढ़ाव 10% से अधिक नहीं होता है)। क्योंकि जब बिजली उत्पादन ब्रेक चल रहा होता है, तो ग्रिड वोल्टेज विफलता का समय 2ms से अधिक होता है, जिससे चरण परिवर्तन विफलता हो सकती है और डिवाइस को नुकसान हो सकता है।
(2) फीडबैक में ग्रिड में हार्मोनिक प्रदूषण होता है।
(3) जटिल नियंत्रण, उच्च लागत.
नए प्रकार की ब्रेकिंग (कैपेसिटिव फीडबैक ब्रेकिंग)
मुख्य सर्किट सिद्धांत
सुधार भाग सुधार के लिए एक सामान्य अनियंत्रित सुधार सेतु का उपयोग करता है, फ़िल्टर परिपथ एक सामान्य विद्युत अपघटनी संधारित्र का उपयोग करता है, और विलंब परिपथ एक संपर्कक या एक नियंत्रणीय सिलिकॉन का उपयोग करता है। चार्जिंग, फीडबैक रूटिंग पावर मॉड्यूल IGBT, चार्जिंग, फीडबैक रेसिस्टर L और बड़ा विद्युत अपघटनी संधारित्र C (क्षमता लगभग शून्य बिंदु है, जिसे उस ऑपरेटिंग सिस्टम के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है जहाँ आवृत्ति कनवर्टर स्थित है)। इन्वर्टर भाग में पावर मॉड्यूल IGBT होता है। सुरक्षा परिपथ में IGBT, पावर रेसिस्टर होते हैं।
(1) विद्युत मोटर विद्युत उत्पादन परिचालन स्थिति
सीपीयू वास्तविक समय में इनपुट एसी वोल्टेज और डीसी सर्किट वोल्टेज νd की निगरानी करता है, यह तय करता है कि VT1 को चार्जिंग सिग्नल भेजना है या नहीं, एक बार νd डीसी वोल्टेज मान (जैसे 380VAC-530VDC) के अनुरूप इनपुट एसी वोल्टेज से एक निश्चित मान तक अधिक हो जाता है, सीपीयू VT3 को बंद कर देता है, VT1 के पल्स चालन के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C की चार्जिंग प्रक्रिया को प्राप्त करता है। इस समय, रोकनेवाला L को इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C में विभाजित किया जाता है, इस प्रकार यह सुनिश्चित करता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C सुरक्षित सीमा के भीतर काम करता है।
(2) इलेक्ट्रिक मोटर विद्युत परिचालन स्थिति
जब CPU को पता चलता है कि सिस्टम अब चार्ज नहीं है, तो यह VT3 पल्स का संचालन करता है, जिससे प्रतिरोधक L पर स्थित रेखा एक तात्कालिक बाएँ और दाएँ ऋणात्मक वोल्टेज (जैसा कि आइकन में दिखाया गया है) बन जाती है, साथ ही इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C पर वोल्टेज भी संधारित्र से DC परिपथ तक ऊर्जा प्रतिपुष्टि की प्रक्रिया को प्राप्त कर सकता है। CPU, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C पर वोल्टेज और DC परिपथ वोल्टेज का पता लगाकर VT3 की स्विचिंग आवृत्ति और रिक्ति अनुपात को नियंत्रित करता है, इस प्रकार प्रतिपुष्टि धारा को नियंत्रित करता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि DC परिपथ वोल्टेज νd बहुत अधिक न दिखाई दे।
सिस्टम की कठिनाइयाँ
(1) प्रतिरोधक का चयन
(क) हम कार्य स्थितियों की विशिष्टताओं को ध्यान में रखते हैं, यह मानते हुए कि प्रणाली में किसी प्रकार की विफलता है, जिससे मोटर में निहित बिट के भार का मुक्त त्वरण होता है, जब मोटर बिजली उत्पादन संचालन की स्थिति में होती है,
अक्षय ऊर्जा को छह सतत धारा डायोड के माध्यम से डीसी परिपथ में वापस लाया जाता है, जिससे νd बढ़ता है, जिससे आवृत्ति परिवर्तक शीघ्रता से आवेशित अवस्था में आ जाता है, जिस समय धारा अधिक होगी। इसलिए, चयनित प्रतिरोधक तार का व्यास इस समय धारा प्रवाहित करने के लिए पर्याप्त बड़ा होना चाहिए।
(बी), फीडबैक लूप में, अगले चार्ज से पहले इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को यथासंभव अधिक विद्युत ऊर्जा जारी करने के लिए, साधारण लोहे के कोर (सिलिकॉन स्टील प्लेट) का विकल्प उद्देश्य को प्राप्त करने में सक्षम नहीं है, यह चुनना सबसे अच्छा है फेरस ऑक्साइड सामग्री से बना लौह कोर, और फिर वर्तमान मूल्य के उपरोक्त विचार को देखें इतना बड़ा है, आप देख सकते हैं कि यह लौह कोर कितना बड़ा है, मुझे नहीं पता कि बाजार पर इतना बड़ा लौह कोर है या नहीं, भले ही वहां है, इसकी कीमत निश्चित रूप से बहुत कम नहीं होगी।
इसलिए, मेरा सुझाव है कि चार्जिंग और फीडबैक सर्किट दोनों में एक विद्युत प्रतिरोधक का उपयोग किया जाना चाहिए।
(2) नियंत्रण में कठिनाइयाँ
(a) आवृत्ति परिवर्तक के DC परिपथ में, वोल्टेज νd सामान्यतः 500VDC से अधिक होता है, और विद्युत अपघटनी संधारित्र C का प्रतिरोध वोल्टेज केवल 400VDC होता है। यह देखा जा सकता है कि इस चार्जिंग प्रक्रिया का नियंत्रण ऊर्जा ब्रेकिंग (प्रतिरोध ब्रेकिंग) की नियंत्रण विधि जैसा नहीं है। प्रतिरोधक पर इसका क्षणिक वोल्टेज कम हो जाता है, विद्युत अपघटनी संधारित्र C का क्षणिक चार्जिंग वोल्टेज νc = νd-νL होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि विद्युत अपघटनी संधारित्र सुरक्षा सीमा (≤400V) के भीतर कार्य करता है, प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप νL को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करना आवश्यक है, और वोल्टेज ड्रॉप νL प्रेरकत्व की मात्रा और धारा की तात्कालिक परिवर्तन दर पर निर्भर करता है।
(बी) फीडबैक प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर सी द्वारा जारी विद्युत ऊर्जा को प्रतिरोधक के माध्यम से अत्यधिक डीसी सर्किट वोल्टेज पैदा करने से भी रोका जाना चाहिए, ताकि सिस्टम ओवरवोल्टेज सुरक्षा दिखाई दे।
मुख्य अनुप्रयोग और अनुप्रयोग उदाहरण
आवृत्ति कनवर्टर के इस नए प्रकार के ब्रेकिंग (कैपेसिटिव फीडबैक ब्रेकिंग) के फायदों के कारण, हाल ही में, कई उपयोगकर्ताओं ने इस प्रणाली को अपने उपकरणों की विशेषताओं से लैस करने का प्रस्ताव दिया है। तकनीकी कठिनाई के कारण, यह ज्ञात नहीं है कि विदेशों में ऐसी ब्रेकिंग विधि है या नहीं। वर्तमान में, केवल शेडोंग फेंगगुआन इलेक्ट्रॉनिक्स कं, लिमिटेड ने आवृत्ति कनवर्टर से कैपेसिटिव फीडबैक ब्रेकिंग के इस नए प्रकार के खनन एलेवेटर श्रृंखला पर स्विच किया है जो अतीत में फीडबैक ब्रेकिंग का उपयोग करता था (अभी भी 2 सामान्य ऑपरेशन में हैं), अब तक, यह कैपेसिटिव फीडबैक ब्रेकिंग आवृत्ति कनवर्टर लंबे समय से शेडोंग निंगयांग सुरक्षा कोयला खदान और शांक्सी ताइयुआन में सामान्य रूप से काम कर रहा है,
आवृत्ति परिवर्तक अनुप्रयोगों के क्षेत्र के विस्तार के साथ, यह अनुप्रयोग तकनीक बहुत आशाजनक होगी, विशेष रूप से, इसका उपयोग मुख्य रूप से खदान हैंगिंग केज (मानवयुक्त या लोडिंग), बेवल वेल माइनिंग ट्रक (एकल या दोहरा सिलेंडर), लिफ्टिंग मशीनरी और अन्य उद्योगों में किया जाएगा। संक्षेप में, ऊर्जा प्रतिक्रिया उपकरणों की आवश्यकता को पूरा किया जा सकता है।