Furnizorii de echipamente de suport pentru convertizoare de frecvență vă reamintesc că în sistemul tradițional de control al frecvenței, format din convertizoare de frecvență universale, motoare asincrone și sarcini mecanice, atunci când sarcina energetică binar acționată de motor este descărcată, motorul poate fi într-o stare de frânare cu generare regenerativă de energie; Sau când motorul încetinește de la viteză mare la viteză mică (inclusiv oprirea), frecvența poate scădea, dar din cauza inerției mecanice a motorului, motorul poate fi într-o stare de generare regenerativă de energie, iar energia mecanică stocată în sistemul de transmisie este convertită în electricitate de către motorul electric, care este returnată în circuitul de curent continuu al invertorului prin cele șase diode de curent continuu ale invertorului.
În general, în convertoarele de frecvență, există două metode cele mai utilizate pentru procesarea energiei regenerabile:
(1) „Rezistență de frânare” în paralel cu condensatorul montat artificial în circuitul de curent continuu, numită stare de frânare dinamică;
(2), la revenirea la rețea, aceasta se numește stare de frânare cu feedback (cunoscută și sub denumirea de stare de frânare regenerativă). Există, de asemenea, o metodă de frânare, și anume frânarea în curent continuu, care poate fi utilizată în situațiile care necesită o parcare precisă sau o rotație neregulată a frânei motorului înainte de pornire din cauza factorilor externi.
În cărți și publicații, mulți experți au vorbit despre proiectarea și aplicarea frânării cu invertor, în special recent au apărut numeroase articole despre „frânarea cu feedback energetic”. Astăzi, autorul oferă un nou tip de metodă de frânare, care are avantajele funcționării în patru cadrane a „frânării cu feedback”, eficiență operațională ridicată și, de asemenea, avantajele „frânării cu consum energetic” pentru rețeaua electrică fără poluare și fiabilitate ridicată.
Frână energetică
Utilizarea rezistenței de frânare setate în circuitul de curent continuu pentru a absorbi energia electrică regenerabilă a motorului se numește frânare cu consum de energie.
Avantajele sale sunt construcția simplă; lipsa poluării rețelei (comparativ cu feedback-ul), costul redus; dezavantajul este eficiența scăzută în funcționare, în special atunci când frânarea frecventă va consuma multă energie, iar capacitatea rezistenței de frânare va crește.
În general, în convertoarele de frecvență generale, convertoarele de frecvență de putere mică (sub 22 kW) au o unitate de frânare încorporată, necesitând doar adăugarea unei rezistențe de frânare. Convertoarele de frecvență de putere mare (peste 22 kW) necesită o unitate de frânare externă, o rezistență de frânare.
Frână de feedback
Pentru a realiza frânarea cu feedback energetic este nevoie de controlul tensiunii, frecvenței și fazei, controlul curentului de feedback și alte condiții. Se utilizează tehnologia de inversare activă pentru a inversa energia electrică regenerabilă în rețea cu aceeași frecvență și fază, reîncărcând rețeaua electrică alternativă, realizând astfel frânarea.
Avantajul frânării cu feedback este că poate rula patru cadrane, așa cum se arată în Figura 3, feedback-ul energiei electrice îmbunătățește eficiența sistemului. Dezavantajele sale sunt:
(1), această metodă de frânare cu feedback poate fi utilizată numai în condiții de tensiune de rețea stabilă, care nu este ușor de defectat (fluctuația tensiunii de rețea nu este mai mare de 10%). Deoarece atunci când frâna de generare a energiei funcționează, timpul de defecțiune a tensiunii de rețea este mai mare de 2 ms, poate apărea o defecțiune prin schimbare de fază, deteriorând dispozitivul.
(2) În feedback, există poluare armonică a rețelei.
(3) Control complex, cost ridicat.
Un nou tip de frânare (frânare cu feedback capacitiv)
Principiul circuitului principal
Partea de rectificare utilizează o punte de rectificare comună incontrolabilă pentru rectificare, circuitul de filtrare utilizează un condensator electrolitic comun, iar circuitul de întârziere utilizează un contactor sau un condensator de silicon controlabil. Încărcarea, rutarea feedback-ului sunt formate din IGBT-uri, modulul de putere, rezistența de feedback L și condensatorul electrolitic mare C (capacitatea fiind de aproximativ zero puncte, putând fi determinată în funcție de sistemul de operare în care se află convertorul de frecvență). Partea de invertor este formată din IGBT-uri, modulul de putere. Circuitul de protecție este format din IGBT-uri și rezistență de putere.
(1) Starea de funcționare a generării de energie a motorului electric
Monitorizarea în timp real de către procesor a tensiunii alternative de intrare și a tensiunii continue νd, decide dacă să trimită un semnal de încărcare către VT1. Odată ce νd este mai mare decât tensiunea alternativă de intrare corespunzătoare valorii tensiunii continue (de exemplu, 380VAC-530VDC) la o anumită valoare, procesorul oprește VT3, prin conducerea impulsurilor VT1 pentru a realiza procesul de încărcare a condensatorului electrolitic C. În acest moment, rezistorul L este împărțit în condensatorul electrolitic C, asigurându-se astfel că acesta funcționează în intervalul de siguranță.
(2) Starea de funcționare electrică a motorului electric
When the CPU detects that the system is no longer charged, it conducts the VT3 pulse, so that the line on the resistor L becomes an instantaneous left and right negative voltage (as shown in the icon), plus the voltage on the electrolytic capacitor C can achieve the process of energy feedback from the capacitor to the DC circuit. The CPU controls the switching frequency of the VT3 and the vacancy ratio by detecting the voltage and DC circuit voltage on the electrolytic capacitor C, thus controlling the feedback current to ensure that the DC circuit voltage νd does not appear too high.
System difficulties
(1) Selection of resistor
(a) We take into account the peculiarities of the working conditions, assuming that the system has some kind of failure, leading to the free acceleration of the load of the bit contained in the motor, when the motor is in a state of power generation operation,
Renewable energy is returned to the DC circuit through six continuous current diodes, causing νd to rise, quickly making the frequency converter in a state of charge, at which time the current will be large. So the selected resistor wire diameter should be large enough to pass the current at this time.
(b), in the feedback loop, in order to make the electrolytic capacitor before the next charge to release as much electrical energy as possible, the choice of ordinary iron core (silicon steel plate) is not able to achieve the purpose, it is best to choose the iron core made of ferrous oxide material, and then look at the above consideration of the current value is so large, you can see how large this iron core, I do not know if there is such a large iron core on the market, even if there is, its price will certainly not be very low.
Therefore, I suggest that charging and feedback circuits each use an electrical resistor.
(2) Difficulties in control
(a) In the DC circuit of the frequency converter, the voltage νd is generally higher than 500VDC, and the resistance voltage of the electrolytic capacitor C is only 400VDC. It can be seen that the control of this charging process is not like the control method of energy braking (resistance braking). Its transient voltage on the resistor is reduced to, the transient charging voltage of the electrolytic capacitor C is νc = νd-νL, in order to ensure that the electrolytic capacitor works within the safety range (≤400V), it is necessary to effectively control the voltage drop νL on the resistor, and the voltage drop νL depends on the amount of inductance and the instantaneous change rate of current.
(b) In the feedback process, the electrical energy released by the electrolytic capacitor C must also be prevented from causing excessive DC circuit voltage through the resistor, so that the system appears overvoltage protection.
Main Applications and Application Examples
Datorită avantajelor acestui nou tip de frânare (frânare cu feedback capacitiv) a convertorului de frecvență, mulți utilizatori au propus recent să echipeze acest sistem cu caracteristicile echipamentelor lor. Din cauza dificultății tehnice, nu se știe dacă există o astfel de metodă de frânare în străinătate. În prezent, doar Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. a trecut la acest nou tip de serie de elevatoare miniere cu frânare cu feedback capacitiv de la convertorul de frecvență care utiliza frânarea cu feedback în trecut (există încă 2 în funcționare normală). Până în prezent, acest convertor de frecvență cu frânare capacitivă a funcționat normal pentru o lungă perioadă de timp în mina de cărbune Shandong Ningyang Security și Shanxi Taiyuan, umplând această lacună pe plan intern.
Odată cu extinderea domeniului aplicațiilor convertoarelor de frecvență, această tehnologie de aplicare va fi foarte promițătoare, în special fiind utilizată în principal în coliviile suspendate ale minei (cu personal sau încărcare), în camioanele miniere cu sonde conice (cu un singur cilindru sau cu două cilindri), în utilajele de ridicare și în alte industrii. Pe scurt, se poate utiliza nevoia de dispozitive de feedback energetic.