Постачальники допоміжного обладнання для перетворювачів частоти нагадують, що в традиційній системі регулювання частоти, що складається з універсальних перетворювачів частоти, асинхронних двигунів та механічних навантажень, коли навантаження розрядної енергії, що керується двигуном, розряджається, двигун може перебувати в стані рекуперативного гальмування; або коли двигун сповільнюється з високої швидкості до низької (включаючи зупинку), частота може знижуватися, але через механічну інерцію двигуна двигун може перебувати в стані рекуперативного гальмування, а накопичена механічна енергія в системі передачі перетворюється електродвигуном на електрику, яка повертається в ланцюг постійного струму інвертора через шість діодів безперервного струму інвертора.
У перетворювачах частоти загалом існують два найпоширеніші методи обробки відновлюваної енергії:
(1) «Гальмівний опір», паралельно з конденсатором, штучно встановленим у колі постійного струму, називається станом динамічного гальмування;
(2) повернення до мережі, це називається станом гальмування зі зворотним зв'язком (також відомим як стан рекуперативного гальмування). Існує також метод гальмування, тобто гальмування постійним струмом, який можна використовувати в ситуаціях, що вимагають точного паркування або нерівномірного обертання гальма двигуна перед запуском через зовнішні фактори.
У книгах та публікаціях багато експертів обговорюють проектування та застосування інверторного гальмування, особливо останнім часом з'явилося багато статей про «гальмування зі зворотним зв'язком за енергією». Сьогодні автор пропонує новий тип методу гальмування, який має переваги чотириквадрантного режиму «гальмування зі зворотним зв'язком», високої експлуатаційної ефективності, а також має переваги «гальмування зі споживанням енергії» для мережі без забруднення, високої надійності.
Енергетичне гальмо
Використання гальмівного опору, встановленого в колі постійного струму, для поглинання відновлюваної електричної енергії двигуна називається гальмуванням із споживанням енергії.
Його перевагами є проста конструкція; відсутність забруднення мережі (порівняно зі зворотним зв'язком), низька вартість; недоліком є низька експлуатаційна ефективність, особливо коли часте гальмування споживає багато енергії, а потужність гальмівного опору збільшується.
In general, in the general frequency converter, the small power frequency converter (below 22kW) has a brake unit built-in, only need to add brake resistance. The high power frequency converter (above 22kW) requires an external brake unit, brake resistance.
Feedback Brake
To achieve energy feedback braking requires voltage and frequency and phase control, feedback current control and other conditions. It is the use of active reversal technology, to reverse the renewable electricity to the grid with the same frequency and phase AC power back to the grid, thus achieving braking.
The advantage of feedback braking is that it can run four quadrants, as shown in Figure 3, electric energy feedback improves the efficiency of the system. Its disadvantages are:
(1), only under stable grid voltage that is not easy to fail (grid voltage fluctuation is not greater than 10%), this feedback braking method can be used. Because when the power generation brake is running, the grid voltage failure time is greater than 2ms, it may occur phase change failure, damage the device.
(2) In the feedback, there is harmonic pollution to the grid.
(3) Complex control, high cost.
New type of braking (capacitive feedback braking)
Main circuit principle
The rectification part uses a common uncontrollable rectification bridge for rectification, the filter circuit uses a common electrolytic capacitor, the delay circuit uses a contactor or a controllable silicon. The charging, feedback routing power module IGBT, charging, feedback resistor L and large electrolytic capacitor C (the capacity is about zero points, can be determined according to the operating system where the frequency converter is located). The inverter part consists of the power module IGBT. The protection circuit consists of IGBT, power resistor.
(1) Electric motor power generation operating status
CPU real-time monitoring of the input AC voltage and DC circuit voltage νd, decide whether to send a charging signal to VT1, once νd is higher than the input AC voltage corresponding to the DC voltage value (e.g. 380VAC-530VDC) to a certain value, the CPU shuts down VT3, through the pulse conduction of VT1 to achieve the charging process of the electrolytic capacitor C. At this time, the resistor L is divided into the electrolytic capacitor C, thus ensuring that the electrolytic capacitor C works within the safe range.
(2) Electric motor electrical operating status
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
Саме через переваги цього нового типу гальмування (ємнісного гальмування зі зворотним зв'язком) перетворювача частоти, останнім часом багато користувачів запропонували оснастити цю систему з урахуванням характеристик свого обладнання. Через технічні складнощі невідомо, чи існує такий метод гальмування за кордоном. Наразі лише компанія Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. перейшла на цей новий тип серії шахтних елеваторів з ємнісним гальмуванням зі зворотним зв'язком замість перетворювача частоти, який раніше використовував гальмування зі зворотним зв'язком (їх ще 2 працюють у нормальному режимі). Дотепер цей ємнісний перетворювач частоти зі зворотним зв'язком вже давно працює нормально на вугільній шахті Shandong Ningyang Security Coal Mine та в Шаньсі Тайюань, заповнюючи цю прогалину в країні.
З розширенням галузі застосування перетворювачів частоти, ця технологія застосування буде дуже перспективною, зокрема, в основному використовуватиметься в шахтних підвісних клітях (з обслугою або завантаженням), шахтних самоскидах з конічними свердловинами (одно- або двоциліндрових), підйомних машинах та інших галузях промисловості. Коротше кажучи, можна використовувати пристрої зворотного зв'язку за енергією.