В системах электропередачи на химических предприятиях часто применяются частотно-регулируемые приводы для центрифуг. В силу различных особенностей технологического процесса и приводного оборудования часто возникает явление рекуперации энергии. В преобразователях частоты обычно используются два способа управления рекуперацией энергии: (1) рассеивание её в «тормозном резисторе», искусственно установленном параллельно конденсатору в цепи постоянного тока, что называется режимом силового торможения; (2) её обратная подача в электросеть, что называется режимом торможения с обратной связью (также известным как режим рекуперативного торможения). Принцип работы общей шины постоянного тока основан на универсальном преобразователе частоты, использующем метод преобразования частоты AC-DC-AC. Когда двигатель находится в режиме торможения, его энергия торможения возвращается в цепь постоянного тока. Для более эффективного управления энергией торможения с обратной связью был принят метод соединения стороны постоянного тока каждого преобразователя частоты. Например, когда один преобразователь частоты находится в режиме торможения, а другой — в режиме ускорения, эти энергии могут дополнять друг друга. В данной статье предлагается схема использования универсального преобразователя частоты с общей шиной постоянного тока в центрифугах химических предприятий, а также подробно рассматривается его дальнейшее применение в блоке обратной связи центрифуг. В настоящее время существует несколько способов использования общей шины постоянного тока: (1) Общий независимый выпрямительный блок может быть неинвертируемым или инвертируемым. Первый потребляет энергию через внешний тормозной резистор, в то время как второй может полностью возвращать избыток энергии из шины постоянного тока непосредственно в электросеть, что имеет большее значение с точки зрения энергосбережения и защиты окружающей среды. Недостатком является более высокая цена, чем у первого. (2) Большой блок преобразования частоты подключается к шине постоянного тока общего большого преобразователя частоты в электросети. Малый преобразователь частоты не требует подключения к электросети, поэтому нет необходимости в выпрямительном модуле. Большой преобразователь частоты внешне подключен к тормозному резистору. (3) Каждый блок преобразования частоты подключен к электросети. Каждый блок преобразования частоты оснащен выпрямительными и инверторными цепями и внешними тормозными резисторами, а шины постоянного тока соединены между собой. Такая ситуация часто возникает, когда мощности каждого преобразователя частоты близки. После разборки они могут работать независимо друг от друга, не влияя друг на друга. Общая шина постоянного тока, представленная в данной статье, является третьим методом, обладающим значительными преимуществами по сравнению с первыми двумя методами: а) Общая шина постоянного тока позволяет значительно сократить избыточность конфигурации тормозных устройств, благодаря простой и рациональной конструкции, а также экономически надежна; б) Промежуточное напряжение постоянного тока общей шины постоянного тока постоянно, а объединенный конденсатор обладает большой емкостью для накопления энергии, что позволяет снизить колебания в электросети.c、 Каждый двигатель работает в различных состояниях с дополнительной обратной связью по энергии, оптимизируя динамические характеристики системы. Различные гармонические помехи, генерируемые различными преобразователями частоты в электросети, могут компенсировать друг друга, снижая уровень гармонических искажений в электросети. 2、 Схема системы регулирования частоты вращения до реконструкции. 2.1 Введение в систему управления центрифугой. Всего было отремонтировано 12 центрифуг, и все системы управления одинаковы. Преобразователь частоты – Emerson EV2000 серии 22 кВт, постоянного крутящего момента, а блоки обратной связи – силовые тормозные блоки IPC-PF-1S. Все системы управления централизованы и состоят из восьми одинаковых блоков. Схема системы показана на рисунке 1.2.2 Анализ работы торможения во время торможения Когда центрифуга тормозит, двигатель будет находиться в состоянии рекуперативного торможения, и механическая энергия, накопленная в системе, будет преобразована двигателем в электрическую энергию, которая будет отправлена ​​обратно в цепь постоянного тока инвертора через шесть обратных диодов инвертора. В это время инвертор находится в выпрямленном состоянии. В этот момент, если не предпринять мер по потреблению энергии в преобразователе частоты, эта энергия приведет к повышению напряжения накопительного конденсатора энергии в промежуточной цепи. В это время напряжение шины постоянного тока конденсатора будет расти. Когда оно достигнет 680 В, начнет работать тормозной блок, то есть возвращать избыток электроэнергии в сеть. В это время напряжение шины постоянного тока одного преобразователя частоты будет поддерживаться ниже 680 В (около 690 В), и преобразователь частоты не будет сообщать о неисправностях из-за перенапряжения. Кривая тока тормозного блока одночастотного преобразователя во время торможения показана на рисунке 2, время торможения составляет 3 минуты. В качестве испытательного прибора используется однофазный анализатор качества электроэнергии FLUKE 43B, а программное обеспечение для анализа — Из этого следует, что каждый раз при нажатии тормоза тормозной блок должен срабатывать с максимальным током 27 А. Номинальный ток тормозного блока составляет 45 А. Очевидно, что тормозной блок находится в состоянии половинной нагрузки. 3. Модифицированная схема системы регулирования скорости преобразования частоты 3.1 Методы утилизации для общей шины постоянного тока Одним из важных аспектов использования общей шины постоянного тока является полное рассмотрение управления преобразователем частоты, неисправностей передачи, характеристик нагрузки и обслуживания входной главной цепи при включении питания. План включает в себя 3-фазную входную линию (с сохранением той же фазы), шину постоянного тока, группу универсальных преобразователей частоты, общий тормозной блок или устройство обратной связи по энергии и некоторые вспомогательные компоненты. Для универсального преобразователя частоты на рисунке 3 показано одно из широко используемых решений. Схема главной цепи после выбора третьей схемы преобразования показана на рисунке 3. Воздушные выключатели Q1–Q4 на рисунке 3 являются устройствами защиты входной линии каждого преобразователя частоты,и KM1 до KM4 являются контакторами включения питания каждого преобразователя частоты. KMZ1 до KMZ3 являются параллельными контакторами для шины постоянного тока. Центрифуги 1 # и 2 # совместно используют тормозной блок и образуют группу, в то время как центрифуги 3 # и 4 # совместно используют тормозной блок и образуют группу. Когда обе группы функционируют должным образом, они могут быть соединены параллельно. В то же время это также основано на рабочей последовательности операторов на месте, при этом центрифуги 1 # и 2 # тормозят в разное время, и центрифуги 3 # и 4 # тормозят в разное время. Во время нормальной работы две центрифуги, 1 # и 3 #, обычно группируются вместе, в то время как 2 # и 4 # группируются вместе. Четыре центрифуги обычно не тормозят одновременно. Из-за сложной среды реальных рабочих площадок электросеть часто трясется и возникают гармоники высшего порядка. Его также можно использовать для повышения импеданса источника питания и поглощения перенапряжения и скачков напряжения основного источника питания, возникающих при работе близлежащего оборудования, тем самым, в конечном итоге, поддерживая работоспособность выпрямительного блока преобразователя частоты. Каждый преобразователь частоты также может использовать входной реактор для эффективного предотвращения воздействия этих факторов на преобразователь частоты. При реконструкции данного проекта, поскольку изначальное оборудование не было оснащено входными реакторами, входные реакторы или другие устройства контроля гармоник не использовались. 3.2 Схема системы управления: Схема управления показана на рисунке 4. После включения питания четырёх преобразователей частоты и готовности каждого из них к работе, выходной контакт реле неисправности преобразователя частоты устанавливается в положение «преобразователь частоты готов к работе». Параллельное соединение возможно только при включенном питании и нормальном состоянии преобразователей частоты. При возникновении неисправности любого из них контактор шины постоянного тока не замкнётся. Выходные контакты TA и TC реле неисправности преобразователя частоты имеют нормально разомкнутые контакты. После включения питания преобразователь частоты «готов к работе», TA и TC каждого преобразователя частоты замкнуты, а параллельный контактор шины постоянного тока замкнут последовательно. В противном случае контактор отключится. 3.3 Характеристики схемы (1) Используйте полноценный преобразователь частоты вместо простого добавления нескольких инверторов к выпрямительному мосту. (2) Нет необходимости в отдельных выпрямительных мостах, зарядных устройствах, конденсаторных батареях и инверторах. (3) Каждый преобразователь частоты может быть отдельно отключён от шины постоянного тока, не влияя на другие системы. (4) Управляйте подключением общей шины постоянного тока преобразователя частоты с помощью блокировочных контакторов. (5) Для защиты конденсаторных блоков преобразователя частоты, подвешенных на шине постоянного тока, используется цепное управление. (6) Все преобразователи частоты, установленные на шине, должны использовать одно и то же трёхфазное питание.(7) Быстро отключите преобразователь частоты от шины постоянного тока после неисправности, чтобы еще больше сузить область неисправности преобразователя частоты. 3.4 Основные настройки параметров преобразователя частоты Выбор канала команды запуска F0.03 = 1, максимальная рабочая частота F0.05 = 50, время разгона F0.10 = 300, время замедления F0.11 = 300, выбор выхода реле неисправности F7.12 = 15, функция выхода AO1 F7.26 = 23.5, измененные данные испытаний. При остановке входящее напряжение: 3 фазы 380 В переменного тока, напряжение на шине: 530 В постоянного тока, напряжение на шине постоянного тока: 650 В. Когда одна машина разгоняется, напряжение на шине уменьшается, а другая машина замедляется. Напряжение на шине постоянного тока колеблется в пределах 540-670 В, и тормозной блок в это время не включается. Напряжение постоянного тока, при котором обычно работает тормозной блок, составляет 680 В, как показано на рисунке 5 для тестирования и анализа. 4. Анализ энергосбережения. По сравнению с резистивным торможением, тормозной блок с обратной связью является энергосберегающим решением, но при необходимости торможения требует оснащения каждого преобразователя частоты тормозным блоком. Неизбежно, что несколько преобразователей частоты должны быть оснащены несколькими тормозными блоками, при этом стоимость тормозного блока ненамного отличается от стоимости преобразователя частоты, но при этом обеспечивается невысокая непрерывность работы. Широкое применение привода с общей шиной постоянного тока в центрифугах эффективно решило проблему «один не может наесться, а другой не может блевать», когда один преобразователь частоты разгоняется, а другой тормозит. Это решение сокращает количество повторных настроек тормозного блока, уменьшает количество рабочих циклов, а также уменьшает количество помех в электросети, улучшая качество электроэнергии. Сокращение инвестиций в оборудование, повышение его эффективности, а также экономия оборудования и энергии имеют большое значение.Цена тормозного блока не сильно отличается от цены преобразователя частоты, но при этом обеспечивается невысокая непрерывность работы. Широкое применение преобразователей частоты с общей шиной постоянного тока в центрифугах эффективно решило проблему «один не может наесться, а другой не может блевать», когда один преобразователь частоты разгоняется, а другой тормозит. Такое решение сокращает необходимость в повторной настройке тормозного блока, уменьшает количество рабочих циклов, а также уменьшает количество помех в электросети, улучшая качество электроэнергии. Сокращение инвестиций в оборудование, повышение его эффективности и экономия оборудования и энергии имеют большое значение.Цена тормозного блока не сильно отличается от цены преобразователя частоты, но при этом обеспечивается невысокая непрерывность работы. Широкое применение преобразователей частоты с общей шиной постоянного тока в центрифугах эффективно решило проблему «один не может наесться, а другой не может блевать», когда один преобразователь частоты разгоняется, а другой тормозит. Такое решение сокращает необходимость в повторной настройке тормозного блока, уменьшает количество рабочих циклов, а также уменьшает количество помех в электросети, улучшая качество электроэнергии. Сокращение инвестиций в оборудование, повышение его эффективности и экономия оборудования и энергии имеют большое значение.