Birgjar orkuendurgjöfartækja fyrir tíðnibreyta minna á að einföld orkunotkunarhemlun er mikið notuð í AC tíðnibreytihraðastýrikerfum, sem hefur ókosti eins og sóun á raforku, mikla viðnámshitun og lélega hraðhemlun. Þegar ósamstilltir mótorar hemla oft er notkun endurgjöfarhemlunar mjög áhrifarík orkusparandi aðferð og kemur í veg fyrir tjón á umhverfi og búnaði við hemlun. Ánægjandi árangur hefur náðst í atvinnugreinum eins og rafmagnslestum og olíuvinnslu. Með sífelldri tilkomu nýrra rafeindabúnaðar, aukinni hagkvæmni og meðvitund fólks um orkusparnað og minnkun orkunotkunar, eru fjölbreyttar möguleikar á notkun.
Orkuendurgjöfarhemlunarbúnaðurinn hentar sérstaklega vel í aðstæðum þar sem mótorafl er mikið, svo sem meira en eða jafnt 100kw, tregðumóment búnaðarins gd2 er stórt og það tilheyrir endurteknu skammtíma samfelldu vinnukerfi. Hraðaminnkunin frá miklum hraða í lágan hraða er mikil, hemlunartíminn er stuttur og krafist er öflugrar hemlunar. Til að bæta orkusparnað og draga úr orkutapi við hemlun er einnig nauðsynlegt að endurheimta hraðaminnkunarorkuna og senda hana aftur til raforkukerfisins til að ná fram orkusparandi áhrifum.
Meginregla um afturvirka hemlun
Í breytilegu tíðnihraðastýringarkerfi er hægt að ná hraðaminnkun og stöðvun mótorsins með því að lækka tíðnina smám saman. Þegar tíðnin lækkar minnkar samstilltur hraði mótorsins í samræmi við það. Hins vegar, vegna vélrænnar tregðu, helst snúningshraði mótorsins óbreyttur og hraðabreytingin hefur ákveðna tímaseinkun. Á þessum tímapunkti verður raunverulegur hraði meiri en gefinn hraði, sem leiðir til þess að bakrafkrafturinn e mótorsins er hærri en jafnstraumspennan u á tíðnibreytinum, það er að segja e > u. Á þessum tímapunkti verður rafmótorinn að rafstöð, sem þarf ekki aðeins aflgjafa frá rafkerfinu heldur getur einnig sent rafmagn til rafkerfisins. Þetta hefur ekki aðeins góð hemlunaráhrif heldur breytir einnig hreyfiorku í raforku, sem hægt er að senda til rafkerfisins til að endurheimta orku, og slær þannig tvo fugla í einu höggi. Að sjálfsögðu verður að vera til staðar orkuendurgjöfarbúnaður fyrir sjálfvirka stjórnun til að ná þessu. Að auki ætti orkuendurgjöfarrásin einnig að innihalda AC og DC hvarfa, viðnámsrýmdargleypi, rafræna rofa o.s.frv.
Eins og vel þekkt er brúarleiðréttingarrás almennra tíðnibreyta þriggja fasa óstýranleg, þannig að það er ómögulegt að ná tvíátta orkuflutningi milli jafnstraumsrásarinnar og aflgjafans. Áhrifarík lausn á þessu vandamáli er að nota virka invertertækni, og leiðréttingarhlutinn notar afturkræfan leiðréttingarbúnað, einnig þekktan sem nethliðarbreytir. Með því að stjórna nethliðarleiðréttingarbúnaðinum er endurnýjuð raforka umbreytt í riðstraum með sömu tíðni, fasa og tíðni og raforkukerfið, og send aftur til raforkukerfisins til að ná fram hemlun. Áður notuðu virkir inverterareiningar aðallega þýristorrásir, sem gátu aðeins framkvæmt afturvirka virkni á öruggan hátt við stöðuga netspennu sem er ekki viðkvæm fyrir bilunum (spennusveiflur í raforkukerfinu eru ekki meiri en 10%). Þessi tegund rásar getur aðeins framkvæmt afturvirka virkni invertersins á öruggan hátt við stöðuga netspennu sem er ekki viðkvæm fyrir bilunum (spennusveiflur í raforkukerfinu eru ekki meiri en 10%). Vegna þess að við hemlunaraðgerð á raforkuframleiðslu, ef hemlunartími netspennunnar er meiri en 2 ms, getur komið fyrir bilun í skiptingunni og íhlutir geta skemmst. Að auki, við djúpstýringu, hefur þessi aðferð lágan aflstuðul, hátt harmonískt innihald og skörun skiptinga, sem veldur röskun á spennubylgjuformi raforkukerfisins. Samtímis flækjustig stýringarinnar og mikill kostnaður. Með hagnýtri notkun fullstýrðra tækja hafa menn þróað chopper-stýrða afturkræfa breyti með PWM-stýringu. Á þennan hátt er uppbygging invertersins á raforkukerfinu alveg sú sama og invertersins, báðar með PWM-stýringu.
Af ofangreindri greiningu má sjá að til að ná raunverulegri orkuendurgjöf á inverternum er lykilatriðið að stjórna inverternum á kerfishliðinni. Eftirfarandi texti fjallar um stjórnunarreiknirit invertersins á kerfishliðinni með því að nota fullkomlega stýrða tæki og PWM stýriaðferð.
stjórnunaralgrím
Stýrireiknirit fyrir invertera á nethliðinni notar venjulega vigurstýrireiknirit, þar sem vdc, v * dc og △ vdc tákna mældu gildi, gefið gildi og stýrivillu jafnspennubussans, talið í sömu röð; id, i*d, Δ id táknar mældu gildi, gefið gildi og stýrivillu d-áss invertersins á nethliðinni; iq, i*q, Δ iq táknar mældu gildi, gefið gildi og stýrivillu q-áss straums invertersins á nethliðinni; Δ v * d, v * d og v * q tákna fráviksstillingu útgangsspennu á d-ás, spennustillingu útgangs á d-ás og spennustillingu útgangs á q-ás invertersins á nethliðinni; EABC, V * ABC og IABC tákna, talið í sömu röð, gefin gildi fyrir spennu netsins, útgangsspennu invertersins á nethliðinni og augnabliksgildi útgangsstraumsins á þriggja fasa; t.d. φ táknar sveifluvídd og fasa spennu netsins, talið í sömu röð.
Vigurstýringarreikniritið reiknar út mismuninn á mældri jafnspennu og gefnu gildi og fær gefna gildið fyrir d-ás strauminn í gegnum PI-stýri. Síðan, byggt á mældri fasa netspennunnar, er mældur útgangsstraumur inverterans á nethliðinni samstilltur hnitumbreyttur til að fá mæld gildi fyrir d-ás straum og q-ás straum. Eftir pí-stillingu er d-ás gildinu bætt við sveifluvídd netspennunnar til að fá gefnu gildi fyrir d-ás spennu og q-ás spennu. Eftir samstillta hnitumbreytingu fæst úttakið.
Kosturinn við þessa reiknirit er mikil nákvæmni stýringar og góð sveigjanleg svörun; Ókosturinn er að það eru margar hnitabreytingar í stýrireikniritinu og reikniritið er flókið og krefst mikillar reikniafls frá stýrivinnslunni.
Það notar PWM jafnréttissamsetningu sem mælir straum. Þessi einfaldaða reiknirit margfaldar beint straumstillingarpunktinn á d-ásnum með þriggja fasa sínusviðmiðunargildi sem fæst úr mældri fasauppflettingartöflu fyrir netspennu til að fá stillipunkt þriggja fasa útgangsstraumsins og framkvæmir síðan einfalda pí-stillingu til að fá stillipunkt þriggja fasa útgangsspennunnar og senda hana út. Vegna þess að útreikningar á hnitabreytingum eru slepptir í þessu reikniriti eru reikniorkuþörfin fyrir stýringarvinnsluna tiltölulega lág. Hins vegar, vegna eiginleika PI-stýrisins sjálfs, er ákveðin stöðug villa í stjórnun hans á AC-flæði, þannig að aflstuðull þessa reiknirits er lægri en staðlaðs vigurstýringarreiknirits. Í kraftmiklum ferlum eru sveiflur í jafnstraumsrútuspennu tiltölulega miklar og líkurnar á að jafnstraumsrútuspenna og aðrar bilanir komi upp í hraðri kraftmikilli ferli eru tiltölulega miklar.
Einkenni endurgjöfarhemlunar
Strangt til tekið er ekki hægt að kalla inverterinn á raforkukerfinu einfaldlega „leiðréttingara“ þar sem hann getur virkað bæði sem leiðréttingara og inverter. Vegna notkunar á sjálfvirkum slökkvitækjum er hægt að stjórna stærð og fasa riðstraumsins með viðeigandi PWM-stillingu, sem gerir inntaksstrauminn að sínusbylgju og tryggir að aflstuðull kerfisins nálgist alltaf 1. Þegar endurnýjunarorkan sem skilað er frá inverternum með hraðaminnkunarhemlun mótorsins eykur jafnspennuna er hægt að snúa fasa riðstraumsinntaksstraumsins við frá fasa aflgjafaspennunnar til að ná fram endurnýjunaraðgerð og endurnýjunarorkunni er hægt að leiða aftur til riðstraumsnetsins, á meðan kerfið getur samt haldið jafnspennunni á gefnu gildi. Í þessu tilviki starfar inverterinn á raforkukerfinu í virkri inverterstöðu. Þetta gerir það auðvelt að ná tvíátta aflsflæði og hefur hraðan kraftmikinn svörunarhraða. Á sama tíma gerir þessi uppbygging kerfinu kleift að stjórna að fullu skipti á hvarfgjörnu og virku afli milli riðstraums- og jafnspennuhliða, með allt að 97% skilvirkni og verulegum efnahagslegum ávinningi. Varmatapið er 1% af orkunotkun hemlunar og það mengar ekki raforkukerfið. Aflstuðullinn er um 1, sem er umhverfisvænn. Þess vegna er hægt að nota afturvirka hemlun víða til orkusparnaðar í orkusparandi hemlunartilvikum PWM AC flutnings, sérstaklega í aðstæðum þar sem tíð hemlun er nauðsynleg. Afl rafmótorsins er einnig hátt og orkusparandi áhrifin eru veruleg. Eftir rekstrarskilyrðum er meðalorkusparandi áhrifin um 20%. Eini gallinn við að innleiða afturvirka stýringu er flókin uppbygging stjórnkerfisins.
Í stuttu máli má sjá að orkuendurgjöfarkerfi hefur mun betri kosti en orkunotkunarhemlun og jafnstraumshemlun. Með því að nota endurgjöfarhemlun til að endurnýja rafmagn til raforkukerfisins er hægt að draga úr orkunotkun og spara rafmagnskostnað. Þess vegna, í núverandi aðstæðum þar sem rafmagnsskortur stafar af hraðri efnahagsþróun í ýmsum hlutum Kína, hefur það mikilvæga orkusparnaðarþýðingu að efla og beita endurgjöfarhemlum.