Frekvences pārveidotāju enerģijas atgriezeniskās saites ierīču piegādātāji atgādina, ka tradicionālajās frekvences vadības sistēmās, kas sastāv no frekvences pārveidotājiem, asinhronajiem motoriem un mehāniskām slodzēm, kad motora pārraidītā potenciālā slodze tiek samazināta, motors var atrasties reģeneratīvās bremzēšanas stāvoklī; vai arī, kad motors palēnina ātrumu no liela ātruma līdz mazam ātrumam (ieskaitot stāvēšanu), frekvence var pēkšņi samazināties, bet motora mehāniskās inerces dēļ tas var atrasties reģeneratīvās enerģijas ģenerēšanas stāvoklī. Ir divas metodes, kā rīkoties ar frekvences pārveidotāja reģeneratīvo enerģiju: viena ir pretestības enerģijas izlādes metode; otra metode ir apgrieztās atgriezeniskās saites metode. Apgrieztās atgriezeniskās saites metode ir "divkārša PWM" struktūra, kas sastāv no pilnībā kontrolētiem komutācijas elementiem, taču tās augstās izmaksas ierobežo tās plašu izmantošanu. Tālāk ir sniegts ievads par jaunu atgriezeniskās saites metodi enerģijas reģenerācijai frekvences pārveidotājā.
Enerģijas atgriezeniskās saites darbības princips
Reģeneratīvās enerģijas atgriezeniskā saite ir paredzēta, lai atgriezeniski uz elektrotīklu abos filtrācijas kondensatora galos uzkrāto elektrisko enerģiju, ko ģenerē motors reģeneratīvās bremzēšanas režīmā. Atgriezeniskās saites ķēdei ir jāizpilda divi nosacījumi:
(1) Kad frekvences pārveidotājs darbojas normāli, atgriezeniskās saites ierīce nedarbojas. Atgriezeniskās saites ierīce darbojas tikai tad, ja līdzstrāvas kopnes spriegums pārsniedz noteiktu vērtību. Kad līdzstrāvas kopnes spriegums atgriežas normālā stāvoklī, atgriezeniskās saites ierīce ir jāizslēdz savlaicīgi, pretējā gadījumā palielinās taisngrieža ķēdes slodze.
(2) Invertora atgriezeniskās saites strāvai jābūt kontrolējamai.
Invertora sekcija
V1-V6 tiristori veido trīsfāžu tilta invertora ķēdi. Tiristoriem ir tādas priekšrocības kā zema cena, vienkārša vadība, uzticama darbība un nobriedusi tehnoloģija. Taču tiristori ir daļēji vadāmi komponenti, un invertora ķēdei, kas sastāv no tiristoriem, jānodrošina, lai minimālais invertora leņķis būtu lielāks par 30°, pretējā gadījumā ir viegli izraisīt invertora atteici, taču tas padara līdzstrāvas kopnes normālo spriegumu augstāku par invertora spriegumu. Invertora ķēde, kas sastāv no tiristoriem, var iedarbināt invertoru, izstarojot sprūda impulsu, bet nevar apturēt invertoru, atceļot sprūda impulsu. Ja sprūda impulss tiek atcelts inversijas laikā, tas radīs nopietnas inversijas atteices sekas. Tāpēc ir nepieciešams izmantot līdzstrāvas ķēdes atvienošanas metodi, lai apturētu invertoru.
VT funkcija ir divējāda: viena ir kontrolēt invertora ķēdes ieslēgšanu vai apturēšanu. Kad VT ir ieslēgts, invertora tiltam tiek pievadīts līdzstrāvas spriegums, lai iedarbinātu invertoru; kad VT ir izslēgts, līdzstrāvas ķēde tiek pārtraukta un invertors apstājas (šajā brīdī aktivizēšanas impulss nav obligāts). Līdzstrāvas kopnes parastais spriegums ir aptuveni 600 V (ņemot vērā tīkla sprieguma svārstības ± 10%). Invertora ieslēgšana un apturēšana ir atkarīga no līdzstrāvas kopnes sprieguma lieluma un izmanto histerēzes vadību. Kad līdzstrāvas kopnes spriegums ir lielāks par 1,2 × 600 V, invertors tiek ieslēgts, un, kad tas ir mazāks par 1,1 × 600 V, invertors tiek izslēgts. Vēl viena VT funkcija ir kontrolēt invertora strāvas lielumu.
Invertora strāvas vadība
Atpakaļgaitas laikā līdzstrāvas kopnes spriegums un invertora spriegums tiek savienoti paralēli ar vienādu polaritāti, un kopnes spriegums ir augstāks nekā invertora spriegums. Induktivitāte L tiek izmantota, lai līdzsvarotu sprieguma starpību. VT vadībai var izmantot PWM strāvas histerēzes vadības metodi, un šeit tiek izmantota strāvas histerēzes metode.
Kad iL<I Α L-IL, VT vada strāvu; Induktoram L un invertora tiltam tiek pielikts līdzstrāvas spriegums, veidojot strāvu ceļā ①, un strāva iL sāk pieaugt; Kad iL palielinās virs I3 L+IL, VT tiek izslēgts un induktors turpina plūst caur diodi D. Strāva iL sāk samazināties. Kad iL samazinās līdz I3 L-IL, VT atkal vada strāvu un iL atkal sāk pieaugt. Mainot VT ieslēgšanas/izslēgšanas laikā, invertora strāva iL tiek uzturēta iestatītajā vērtībā I3, un neatkarīgi no tā, kā mainās invertora sprieguma maksimālā vērtība, pateicoties augstfrekvences slēdža vadībai, induktivitāti L var uzturēt ļoti mazu.
Rezumējot, VT vadītspējai vienlaicīgi jāatbilst diviem nosacījumiem: (1) līdzstrāvas spriegumam Uc jābūt augstākam par iestatīto sprieguma augšējo robežu; (2) invertora strāvai iL jābūt mazākai par iestatīto strāvas apakšējo robežu.
VT izslēgšanai jāatbilst vienam no šādiem diviem nosacījumiem: (1) līdzstrāvas spriegums Uc ir zemāks par iestatīto sprieguma apakšējo robežu; (2) kad invertora strāva iL pārsniedz iestatīto augšējo robežu.
Lai izvairītos no biežas VT pārslēgšanas, spriegumam Uc un strāvai iL tiek izmantota histerēzes vadība, un cilpas platums ir starpība starp iestatīto augšējo un apakšējo robežvērtību.
Induktivitātes aprēķins
Lai vienkāršotu aprēķinu un ignorētu invertora sprieguma Vd Β momentānās izmaiņas, kas tiek uzskatītas par nemainīgu lielumu, var iegūt šādu vienādojumu: L diL dt=Uc Ud Β Atrisinot vienādojumu, iegūst t1=2ILL Uc Ud Β, kur IL - strāvas histerēzes platums;
Uc - līdzstrāvas spriegums; Ud Β - invertora sprieguma vidējā vērtība.
Intervālā t2 VT tiek izslēgts, un spriegums turpina plūst caur D.
Pastāv šāds vienādojums: L diL dt=- Ud Β Risinājums: t2=2ILL Ud Β Pārtraukšanas periods: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Pārtraukšanas frekvence: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc induktivitāte: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Iepriekš minētais vienādojums norāda, ka, ja f ir ļoti augsts, L ir ļoti mazs. Tas atšķiras no tipiskām tiristora invertora shēmām. Iepriekš minēto formulu var izmantot kā pamatu induktivitātes izvēlei.
Kondensatora izlādes strāvas aprēķins
Tikai tad, kad VT vada strāvu, no kondensatora var plūst izlādes strāva. Tāpēc izlādes strāvas vidējā vērtība ir: Ic=t1 TI 3 L. Ievietojot iepriekš minēto formulu kapāšanas cikla formulā, rezultāts ir: Ic=Ud Β Uc I 3 L