Leverantören av frekvensomvandlarens bromsenhet påminner om att det vid industriell produktion, för att förbättra energibesparingseffekten och minska energiförlusten under bromsningsprocessen, också är nödvändigt att återvinna retardationsenergin och återföra den till elnätet för att uppnå energibesparande effekt. För närvarande, när olika regioner i Kina upplever strömbrist på grund av snabb ekonomisk utveckling, har främjande och tillämpning av återkopplingsbromsar stor energibesparande betydelse. Därför har det stor praktisk betydelse att påskynda forskningen och produktionen av inhemska relaterade produkter.
För närvarande används enkel energiförbrukningsbromsning i stor utsträckning i AC-varvtalsregleringssystem med variabel frekvens, vilket har nackdelar som slöseri med elektrisk energi, kraftig motståndsuppvärmning och dålig snabb bromsprestanda. När asynkronmotorer bromsar ofta är återkopplingsbromsning en mycket effektiv energibesparande metod och undviker skador på miljö och utrustning under bromsning. Tillfredsställande resultat har uppnåtts inom industrier som ellok och oljeutvinning. Med den ständiga framväxten av nya kraftelektroniska enheter, ökande kostnadseffektivitet och människors medvetenhet om energibesparing och minskad förbrukning finns det ett brett spektrum av tillämpningsmöjligheter.
Energiåterkopplingsbromsanordningen är särskilt lämplig för situationer där motoreffekten är stor, såsom större än eller lika med 100 kW, utrustningens tröghetsmoment gd2 är stort, och den tillhör det upprepade kortsiktiga kontinuerliga arbetssystemet. Retardationsminskningen från hög hastighet till låg hastighet är stor, bromstiden är kort och kraftig bromsning krävs. För att förbättra energibesparande effekten och minska energiförlusten under bromsningsprocessen är det också nödvändigt att återvinna retardationsenergin och återföra den till elnätet för att uppnå energibesparande effekt.
Principen för återkopplingsbromsning
I det variabla frekvensregleringssystemet uppnås motorns retardation och stopp genom att gradvis minska frekvensen. I det ögonblick då frekvensen minskar minskar motorns synkrona hastighet i motsvarande grad. På grund av mekanisk tröghet förblir dock motorns rotorhastighet oförändrad, och dess hastighetsförändring har en viss tidsfördröjning. Vid denna tidpunkt kommer den faktiska hastigheten att vara större än den givna hastigheten, vilket resulterar i en situation där motorns motelektromotoriska kraft e är högre än frekvensomvandlarens likspänning u, det vill säga e > u. Vid denna tidpunkt blir elmotorn en generator, som inte bara inte behöver strömförsörjning från elnätet, utan också kan skicka elektricitet till elnätet. Detta har inte bara en god bromseffekt, utan omvandlar också kinetisk energi till elektrisk energi, som kan skickas till elnätet för att återvinna energi, vilket slår två flugor i en smäll. Naturligtvis måste det finnas en energiåterkopplingsenhet för automatisk styrning för att uppnå detta, såsom visas i schemat i figur 1. Dessutom bör energiåterkopplingskretsen även inkludera växelströms- och likströmsreaktorer, resistanskapacitansabsorbenter, elektroniska omkopplare etc.
Princip och egenskaper för frekvensomvandlarens återkopplingsbromsning
Figur 1 Schematiskt diagram över frekvensomvandlarens återkopplingsbromskrets
Som välkänt är likriktarbryggkretsen i allmänna frekvensomvandlare trefas okontrollerbar, så den kan inte uppnå dubbelriktad energiöverföring mellan likströmskretsen och strömförsörjningen. Det mest effektiva sättet att lösa detta problem är att använda aktiv växelriktarteknik, och likriktardelen använder reversibel likriktare, även känd som nätomvandlare. Genom att styra nätomvandlaren inverteras den regenererade elektriska energin till växelström med samma frekvens, fas och frekvens som nätet, och matas tillbaka till nätet för att uppnå bromsning. Tidigare använde aktiva växelriktarenheter huvudsakligen tyristorkretsar, som endast säkert kunde utföra återkopplingsdrift under stabil nätspänning som inte är benägen för fel (nätspänningsfluktuationer som inte överstiger 10%). Denna typ av krets kan endast säkert utföra återkopplingsdrift av växelriktaren under stabil nätspänning som inte är benägen för fel (med nätspänningsfluktuationer som inte överstiger 10%). Eftersom nätspänningsbromstiden under bromsning under kraftgenerering kan kommutationsfel uppstå och komponenter kan skadas. Dessutom har denna metod låg effektfaktor, högt harmoniskt innehåll och överlappande kommutering under djupreglering, vilket orsakar distorsion av elnätets spänningsvågform. Samtidigt är regleringen komplex och kostsam. Med den praktiska tillämpningen av helt styrda enheter har man utvecklat chopperstyrda reversibla omvandlare med PWM-styrning. På så sätt är strukturen hos nätsidans växelriktare helt densamma som hos växelriktaren, båda med PWM-styrning.
Av ovanstående analys framgår att för att verkligen uppnå energiåterkopplingsbromsning av växelriktaren är nyckeln att styra växelriktaren på nätsidan.
Återkopplingsbromsegenskaper
Strängt taget kan nätväxelriktaren inte bara kallas för en "likriktare" eftersom den kan fungera både som likriktare och växelriktare. Tack vare användningen av självavstängande enheter kan växelströmmens storlek och fas styras genom lämpligt PWM-läge, vilket gör att ingångsströmmen närmar sig en sinusvåg och säkerställer att systemets effektfaktor alltid närmar sig 1. När den regenerativa effekt som returneras från växelriktaren genom motorretardationsbromsning ökar likspänningen, kan fasen på växelströmsingången reverseras från fasen på strömförsörjningsspänningen för att uppnå regenerativ drift, och den regenerativa effekt kan matas tillbaka till växelströmsnätet, medan systemet fortfarande kan bibehålla likspänningen vid det givna värdet. I detta fall arbetar nätväxelriktaren i ett aktivt växelriktartillstånd. Detta gör det enkelt att uppnå dubbelriktat effektflöde och har en snabb dynamisk svarshastighet. Samtidigt gör denna topologiska struktur det möjligt för systemet att helt kontrollera utbytet av reaktiv och aktiv effekt mellan växelströms- och likströmssidorna, med en verkningsgrad på upp till 97 % och betydande ekonomiska fördelar. Värmeförlusten är 1 % av energiförbrukningen vid bromsning och den förorenar inte elnätet. Effektfaktorn är cirka 1, vilket är miljövänligt. Därför kan återkopplingsbromsning användas i stor utsträckning för energibesparande drift i energiåterkopplingsbromsscenarier för PWM AC-transmission, särskilt i situationer där frekvent bromsning krävs. Elmotorns effekt är också hög och energibesparande effekten är betydande. Beroende på driftsförhållandena är den genomsnittliga energibesparande effekten cirka 20 % eller mer.