Leverantörer av utrustning för frekvensomvandlare påminner om att i traditionella frekvensstyrsystem bestående av universella frekvensomvandlare, asynkronmotorer och mekaniska laster, kan motorn, när den bitenergibelastning som drivs av motorn urladdas, vara i ett regenerativt bromstillstånd; eller när motorn saktar ner från hög hastighet till låg hastighet (inklusive stopp), kan frekvensen sjunka, men på grund av motorns mekaniska tröghet kan motorn vara i ett tillstånd av regenerativ kraftproduktion, och den lagrade mekaniska energin i transmissionssystemet omvandlas till elektricitet av elmotorn, som återförs till växelriktarens likströmskrets via växelriktarens sex kontinuerliga strömdioder.
Generellt sett finns det två vanligaste metoderna för att bearbeta förnybar energi i frekvensomvandlare:
(1) "Bromsmotstånd" parallellt med kondensatorn som är artificiellt inställd i likströmskretsen, kallat dynamiskt bromstillstånd;
(2), återvända till nätet, kallas detta för återkopplingsbromsning (även känt som regenerativt bromsningstillstånd). Det finns också en bromsmetod, det vill säga likströmsbromsning, som kan användas i situationer som kräver noggrann parkering eller oregelbunden rotation av motorbromsen före start på grund av externa faktorer.
I böcker och publikationer har många experter talat om design och tillämpning av växelriktarbromsning, särskilt nyligen har det publicerats många artiklar om "energiåterkopplingsbromsning". Idag erbjuder författaren en ny typ av bromsmetod, som har fördelarna med fyrkvadrantsdrift av "återkopplingsbromsning", hög driftseffektivitet och även fördelarna med "energiförbrukningsbromsning" för elnätet utan föroreningar och hög tillförlitlighet.
Energibroms
Att använda bromsmotståndet som är inställt i likströmskretsen för att absorbera motorns förnybara elektriska energi kallas energiförbrukningsbromsning.
Dess fördelar är enkel konstruktion; ingen förorening av elnätet (jämfört med återkoppling), låg kostnad; Nackdelen är låg driftseffektivitet, särskilt när frekvent inbromsning förbrukar mycket energi och bromsmotståndets kapacitet ökar.
Generellt sett har små frekvensomvandlare (under 22 kW) en inbyggd bromsenhet i en frekvensomvandlare, vilket bara behöver läggas till bromsmotstånd. Högeffektsfrekvensomvandlare (över 22 kW) kräver en extern bromsenhet och bromsmotstånd.
Återkopplingsbroms
För att uppnå energiåterkopplingsbromsning krävs spännings-, frekvens- och faskontroll, återkopplingsströmkontroll och andra villkor. Det handlar om att använda aktiv reverseringsteknik för att reversera den förnybara elen till nätet med samma frekvens och fas av växelström tillbaka till nätet, och därmed uppnå bromsning.
Fördelen med återkopplingsbromsning är att den kan köras i fyra kvadranter, som visas i figur 3, elektrisk energiåterkoppling förbättrar systemets effektivitet. Dess nackdelar är:
(1) Endast vid stabil nätspänning som inte lätt får fel (nätspänningsfluktuationer på högst 10 %) kan denna återkopplingsbromsningsmetod användas. Eftersom när kraftgenereringsbromsen är igång och nätspänningsfeltiden är längre än 2 ms, kan det uppstå fasförändringsfel som kan skada enheten.
(2) I återkopplingen finns det harmonisk förorening av elnätet.
(3) Komplex kontroll, hög kostnad.
Ny typ av bromsning (kapacitiv återkopplingsbromsning)
Huvudkretsprincip
Likriktningsdelen använder en gemensam okontrollerbar likriktningsbrygga för likriktning, filterkretsen använder en gemensam elektrolytkondensator och fördröjningskretsen använder en kontaktor eller ett styrbart kisel. Laddnings-, återkopplingsledningseffektmodulen IGBT, laddnings-, återkopplingsmotståndet L och den stora elektrolytkondensatorn C (kapaciteten är ungefär nollpunkter, kan bestämmas enligt operativsystemet där frekvensomvandlaren är placerad). Växelriktardelen består av effektmodulen IGBT. Skyddskretsen består av IGBT, effektmotstånd.
(1) Driftstatus för elmotorns kraftgenerering
CPU:n övervakar ingångsspänningen νd i realtid och avgör om en laddningssignal ska skickas till VT1. När νd är högre än ingångsspänningen som motsvarar likspänningen (t.ex. 380VAC-530VDC) till ett visst värde, stänger CPU:n av VT3. Genom pulsledning från VT1 startas laddningsprocessen för elektrolytkondensatorn C. Vid denna tidpunkt delas motståndet L upp i elektrolytkondensatorn C, vilket säkerställer att elektrolytkondensatorn C arbetar inom säkerhetsområdet.
(2) Elmotorns elektriska driftstatus
När CPU:n detekterar att systemet inte längre är laddat, leder den VT3-pulsen, så att linjen på motståndet L blir en momentan negativ vänster- och högerspänning (som visas på ikonen), plus att spänningen på elektrolytkondensatorn C kan åstadkomma processen med energiåterkoppling från kondensatorn till likströmskretsen. CPU:n styr switchfrekvensen för VT3 och vakansförhållandet genom att detektera spänningen och likströmskretsspänningen på elektrolytkondensatorn C, och styr därmed återkopplingsströmmen för att säkerställa att likströmskretsspänningen νd inte blir för hög.
Systemproblem
(1) Val av motstånd
(a) Vi tar hänsyn till särdragen i arbetsförhållandena, förutsatt att systemet har någon form av fel, vilket leder till fri acceleration av belastningen på borren i motorn, när motorn är i ett tillstånd av kraftgenerering,
Förnybar energi återförs till likströmskretsen genom sex kontinuerliga strömdioder, vilket får νd att stiga, vilket snabbt försätter frekvensomvandlaren i ett laddningstillstånd, då strömmen blir stor. Så den valda motståndstråddiametern bör vara tillräckligt stor för att leda strömmen vid denna tidpunkt.
(b) För att elektrolytkondensatorn ska frigöra så mycket elektrisk energi som möjligt i återkopplingsslingan före nästa laddning, är det inte möjligt att välja en vanlig järnkärna (kiselstålplatta). Det är därför bäst att välja en järnkärna av järnoxidmaterial. Om man tittar på ovanstående överväganden, kan man se hur stor denna järnkärna är. Jag vet inte om det finns en så stor järnkärna på marknaden, och även om det finns en sådan, kommer priset säkerligen inte att vara särskilt lågt.
Därför föreslår jag att laddnings- och återkopplingskretsar var och en använder ett elektriskt motstånd.
(2) Svårigheter att kontrollera
(a) I frekvensomvandlarens likströmskrets är spänningen νd generellt högre än 500 VDC, och resistansspänningen för elektrolytkondensatorn C är endast 400 VDC. Det framgår att styrningen av denna laddningsprocess inte liknar styrmetoden för energibromsning (resistansbromsning). Dess transienta spänning på motståndet reduceras till, den transienta laddningsspänningen för elektrolytkondensatorn C är νc = νd-νL. För att säkerställa att elektrolytkondensatorn arbetar inom säkerhetsområdet (≤400 V) är det nödvändigt att effektivt styra spänningsfallet νL på motståndet, och spänningsfallet νL beror på induktansens mängd och strömmens momentana förändringshastighet.
(b) I återkopplingsprocessen måste den elektriska energi som frigörs av elektrolytkondensatorn C också förhindras från att orsaka för hög likspänning genom motståndet, så att systemet verkar överspänningsskyddat.
Huvudsakliga tillämpningar och tillämpningsexempel
Det är på grund av fördelarna med denna nya typ av bromsning (kapacitiv återkopplingsbromsning) av frekvensomvandlaren som många användare nyligen har föreslagit att utrusta detta system med egenskaperna hos sin utrustning. På grund av de tekniska svårigheterna är det inte känt om det finns en sådan bromsmetod utomlands. För närvarande har endast Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. bytt till denna nya typ av gruvhissserie med kapacitiv återkopplingsbromsning från frekvensomvandlare som tidigare använde återkopplingsbromsning (det finns fortfarande 2 i normal drift). Hittills har denna kapacitiva återkopplingsbromsande frekvensomvandlare fungerat normalt under en längre tid i Shandong Ningyang Security Coal Mine och Shanxi Taiyuan, vilket fyller detta gap hemma.
Med expansionen av frekvensomvandlarapplikationer kommer denna applikationsteknik att vara mycket lovande, särskilt för användning i gruvhängande burar (bemannade eller lastande), gruvtruckar med avfasade brunnar (enkel- eller dubbelcylinder), lyftmaskiner och andra industrier. Kort sagt, behovet av energiåterkopplingsenheter kan utnyttjas.