Trong truyền tải điện của các doanh nghiệp hóa chất, việc ứng dụng biến tần cho máy ly tâm rất phổ biến. Do nhiều nguyên nhân khác nhau của quy trình và thiết bị truyền động, hiện tượng năng lượng tái tạo thường xảy ra. Trong các bộ biến tần nói chung, có hai cách phổ biến nhất để xử lý năng lượng tái tạo: (1) tiêu tán năng lượng vào "điện trở hãm" được đặt song song với tụ điện trong đường dẫn dòng điện một chiều, được gọi là trạng thái hãm công suất; (2) nếu năng lượng được đưa trở lại lưới điện, được gọi là trạng thái hãm phản hồi (còn gọi là trạng thái hãm tái tạo). Nguyên lý của bus chung DC dựa trên thiết bị biến tần vạn năng sử dụng phương pháp biến đổi tần số AC-DC-AC. Khi động cơ ở trạng thái hãm, năng lượng hãm của nó được đưa trở lại phía DC. Để xử lý tốt hơn năng lượng hãm phản hồi, người ta đã áp dụng phương pháp kết nối phía DC của mỗi thiết bị biến tần. Ví dụ, khi một bộ biến tần ở chế độ hãm và một bộ biến tần khác ở chế độ tăng tốc, năng lượng có thể bổ sung cho nhau. Bài viết này đề xuất một sơ đồ sử dụng bộ biến tần đa năng với bus DC chung trong các máy ly tâm của các doanh nghiệp hóa chất, đồng thời trình bày chi tiết về ứng dụng của nó trong bộ phận phản hồi của máy ly tâm. Hiện nay, có nhiều cách để sử dụng bus DC chung: (1) Bộ chỉnh lưu độc lập chung có thể là loại không đảo ngược hoặc có đảo ngược. Loại trước tiêu thụ năng lượng thông qua điện trở hãm bên ngoài, trong khi loại sau có thể phản hồi hoàn toàn năng lượng dư thừa từ bus DC trực tiếp vào lưới điện, điều này có ý nghĩa tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường tốt hơn. Nhược điểm là giá thành cao hơn loại trước. (2) Bộ biến tần lớn được kết nối với bus DC của bộ biến tần lớn dùng chung trong lưới điện. Bộ biến tần nhỏ không cần kết nối với lưới điện, do đó không cần mô-đun chỉnh lưu. Bộ biến tần lớn được kết nối bên ngoài với điện trở hãm. (3) Mỗi ​​bộ biến tần được kết nối với lưới điện. Mỗi bộ biến tần được trang bị mạch chỉnh lưu, mạch nghịch lưu và điện trở hãm bên ngoài, và các thanh cái DC được kết nối với nhau. Tình huống này thường xảy ra khi công suất của từng bộ biến tần gần nhau. Sau khi tháo rời, chúng vẫn có thể sử dụng độc lập mà không ảnh hưởng lẫn nhau. Bus chung DC được giới thiệu trong bài viết này là phương pháp thứ ba, có những ưu điểm đáng kể so với hai phương pháp đầu tiên: a、 Bus DC dùng chung có thể giảm đáng kể cấu hình dự phòng của các bộ hãm, với cấu trúc đơn giản và hợp lý, và đáng tin cậy về mặt kinh tế. b、 Điện áp DC trung gian của bus DC dùng chung là không đổi, và tụ điện kết hợp có khả năng lưu trữ năng lượng lớn, có thể giảm thiểu biến động của lưới điện.c、 Mỗi động cơ hoạt động ở các trạng thái khác nhau, với phản hồi năng lượng bổ sung, tối ưu hóa các đặc tính động của hệ thống. Các nhiễu sóng hài khác nhau do các bộ biến tần khác nhau trong lưới điện tạo ra có thể triệt tiêu lẫn nhau, làm giảm tỷ lệ méo hài của lưới điện.2、 Sơ đồ hệ thống điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi trước khi cải tạo2.1 Giới thiệu về Hệ thống điều khiển máy ly tâmCó tổng cộng 12 máy ly tâm đã được cải tạo và mỗi hệ thống điều khiển đều giống nhau. Bộ biến tần là loại Emerson EV2000 series 22kW, mô-men xoắn không đổi và các đơn vị phản hồi đều là đơn vị phanh phản hồi IPC-PF-1S được cấp nguồn. Tất cả các hệ thống điều khiển đều được tập trung với tám đơn vị tương tự. Sơ đồ hệ thống được thể hiện trong Hình 1.2.2 Phân tích hoạt động phanh trong quá trình phanhKhi máy ly tâm phanh, động cơ sẽ ở trạng thái phanh tái tạo và năng lượng cơ học được lưu trữ trong hệ thống sẽ được động cơ chuyển đổi thành năng lượng điện, năng lượng này sẽ được gửi trở lại mạch DC của biến tần thông qua sáu điốt tự do của biến tần. Lúc này, biến tần đang ở trạng thái chỉnh lưu. Lúc này, nếu không có biện pháp tiêu thụ năng lượng nào được thực hiện trong bộ biến tần, năng lượng này sẽ khiến điện áp của tụ điện lưu trữ năng lượng trong mạch trung gian tăng lên. Lúc này, điện áp bus DC của tụ điện sẽ tăng lên. Khi đạt đến 680V, ​​bộ hãm sẽ bắt đầu hoạt động, tức là phản hồi năng lượng điện dư thừa về phía lưới điện. Lúc này, điện áp bus DC của một bộ biến tần đơn sẽ được duy trì dưới 680V (khoảng 690V) và bộ biến tần sẽ không báo lỗi quá áp. Đường cong dòng điện của bộ hãm của bộ biến tần đơn trong quá trình hãm được thể hiện ở Hình 2, với thời gian hãm là 3 phút. Thiết bị kiểm tra là máy phân tích chất lượng điện một pha FLUKE 43B và phần mềm phân tích là Từ đó, có thể thấy rằng mỗi khi phanh được áp dụng, bộ hãm phải hoạt động, với dòng điện tối đa là 27A. Dòng điện định mức của bộ hãm là 45A. Rõ ràng, bộ hãm đang ở trạng thái bán tải.3、 Sơ đồ hệ thống điều chỉnh tốc độ biến tần đã sửa đổi3.1 Phương pháp xử lý cho bus DC chungMột khía cạnh quan trọng của việc sử dụng bus DC chung là xem xét đầy đủ việc điều khiển bộ biến tần, lỗi truyền dẫn, đặc tính tải và bảo trì mạch chính đầu vào khi cấp nguồn. Sơ đồ bao gồm đường dây đầu vào 3 pha (duy trì cùng pha), bus DC, nhóm biến tần đa năng, bộ hãm chung hoặc thiết bị phản hồi năng lượng và một số thành phần phụ trợ. Đối với biến tần đa năng, Hình 3 cho thấy một trong những giải pháp được sử dụng rộng rãi. Sơ đồ hệ thống mạch chính sau khi chọn sơ đồ biến đổi thứ ba được thể hiện trong Hình 3. Các công tắc không khí Q1 đến Q4 trong Hình 3 là các thiết bị bảo vệ đường dây đầu vào của mỗi biến tần,và KM1 đến KM4 là các contactor cấp nguồn của từng bộ biến tần. KMZ1 đến KMZ3 là các contactor song song cho bus DC. Máy ly tâm 1 # và 2 # dùng chung một bộ phận hãm và tạo thành một nhóm, trong khi máy ly tâm 3 # và 4 # dùng chung một bộ phận hãm và tạo thành một nhóm. Khi cả hai nhóm hoạt động bình thường, chúng có thể được kết nối song song. Đồng thời, nó cũng dựa trên trình tự làm việc của người vận hành tại chỗ, với máy ly tâm 1 # và 2 # hãm vào các thời điểm khác nhau và máy ly tâm 3 # và 4 # hãm vào các thời điểm khác nhau. Trong quá trình vận hành bình thường, hai máy ly tâm 1 # và 3 # thường được nhóm lại với nhau, trong khi 2 # và 4 # được nhóm lại với nhau. Bốn máy ly tâm thường không hãm đồng thời. Do môi trường phức tạp của các công trường thực tế, lưới điện thường bị rung và xảy ra sóng hài bậc cao. Nó cũng có thể được sử dụng để tăng trở kháng của nguồn điện và hỗ trợ hấp thụ điện áp xung và các xung điện áp đột biến của nguồn điện chính phát sinh khi các thiết bị gần đó được đưa vào vận hành, do đó duy trì bộ chỉnh lưu của biến tần. Mỗi biến tần cũng có thể sử dụng một cuộn kháng đầu vào để ngăn chặn hiệu quả các yếu tố này ảnh hưởng đến biến tần. Trong quá trình cải tạo dự án này, do thiết bị ban đầu không được trang bị cuộn kháng đường dây đầu vào, nên không có cuộn kháng đường dây đầu vào hoặc các thiết bị kiểm soát sóng hài khác được sử dụng. 3.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển: Mạch điều khiển được thể hiện trong Hình 4. Sau khi bốn biến tần được bật nguồn và mỗi biến tần đã sẵn sàng hoạt động, tùy chọn đầu ra của đầu ra rơle lỗi biến tần được đặt thành "biến tần sẵn sàng hoạt động". Chỉ khi các biến tần được bật nguồn và hoạt động bình thường, chúng mới có thể được kết nối song song. Nếu bất kỳ biến tần nào bị lỗi, contactor bus DC sẽ không đóng. Các đầu ra TA và TC của rơle lỗi biến tần là các tiếp điểm thường mở. Sau khi bật nguồn, biến tần "sẵn sàng hoạt động", các cực TA và TC của mỗi biến tần được đóng lại, và contactor song song của bus DC được đóng theo trình tự. Nếu không, contactor sẽ ngắt kết nối.3.3 Đặc điểm của phương án (1) Sử dụng một biến tần hoàn chỉnh thay vì chỉ cần thêm nhiều bộ biến tần vào cầu chỉnh lưu. (2) Không cần cầu chỉnh lưu, bộ sạc, dàn tụ điện và biến tần riêng biệt. (3) Mỗi ​​biến tần có thể được tách riêng khỏi bus DC mà không ảnh hưởng đến các hệ thống khác. (4) Điều khiển kết nối bus chung DC của biến tần thông qua các contactor liên động. (5) Điều khiển chuỗi được sử dụng để bảo vệ các tụ điện của biến tần treo trên bus DC. (6) Tất cả các biến tần được lắp trên thanh cái phải sử dụng cùng một nguồn điện ba pha.(7) Ngắt nhanh bộ biến tần khỏi bus DC sau khi xảy ra sự cố để thu hẹp hơn nữa phạm vi lỗi của bộ biến tần.3.4 Cài đặt thông số chính của bộ biến tầnLựa chọn kênh lệnh chạy F0.03=1, tần số hoạt động tối đa được đặt F0.05=50, thời gian tăng tốc được đặt F0.10=300, thời gian giảm tốc được đặt F0.11=300, lựa chọn đầu ra rơle lỗi F7.12=15, chức năng đầu ra AO1 F7.26=23.5, dữ liệu thử nghiệm đã sửa đổi. Khi dừng, điện áp đầu vào: 3PH 380VAC, điện áp bus: 530VDC, điện áp bus DC: 650V. Khi một máy tăng tốc, điện áp bus giảm và máy kia giảm tốc. Điện áp bus DC dao động trong khoảng 540-670V và bộ phận phanh không bật vào lúc này. Điện áp DC mà bộ hãm thường hoạt động là 680V, ​​như thể hiện trong Hình 5 để kiểm tra và phân tích. 4、 Phân tích tiết kiệm năng lượng: So với hãm tiêu thụ năng lượng điện trở, bộ hãm phản hồi là một ứng dụng tiết kiệm năng lượng, nhưng nó yêu cầu mỗi biến tần phải được trang bị một bộ hãm khi cần hãm. Việc trang bị nhiều bộ hãm cho nhiều biến tần là điều không thể tránh khỏi, và giá của bộ hãm không chênh lệch nhiều so với biến tần, nhưng độ liên tục làm việc không cao. Việc ứng dụng rộng rãi bộ truyền động biến tần bus DC dùng chung trong máy ly tâm đã giải quyết hiệu quả vấn đề "ăn không đủ no, nôn không hết" khi một biến tần tăng tốc và biến tần kia hãm. Giải pháp này làm giảm việc cài đặt lặp lại của bộ hãm, giảm số chu kỳ làm việc và cũng giảm số lần nhiễu vào lưới điện, từ đó cải thiện chất lượng điện năng của lưới điện. Giảm đầu tư thiết bị, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị, tiết kiệm thiết bị và năng lượng có ý nghĩa to lớn.Giá của bộ hãm không chênh lệch nhiều so với bộ biến tần, nhưng độ liên tục làm việc không cao. Việc ứng dụng rộng rãi bộ truyền động biến tần DC bus chia sẻ trong máy ly tâm đã giải quyết hiệu quả vấn đề "ăn không đủ no, nôn không hết" khi một bộ biến tần tăng tốc và bộ biến tần kia phanh. Giải pháp này giúp giảm thiểu việc cài đặt lặp lại bộ hãm, giảm số chu kỳ làm việc và cũng giảm số lần nhiễu vào lưới điện, từ đó cải thiện chất lượng điện năng của lưới điện. Giảm đầu tư thiết bị, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị, tiết kiệm thiết bị và năng lượng có ý nghĩa to lớn.Giá của bộ hãm không chênh lệch nhiều so với bộ biến tần, nhưng độ liên tục làm việc không cao. Việc ứng dụng rộng rãi bộ truyền động biến tần DC bus chia sẻ trong máy ly tâm đã giải quyết hiệu quả vấn đề "ăn không đủ no, nôn không hết" khi một bộ biến tần tăng tốc và bộ biến tần kia phanh. Giải pháp này giúp giảm thiểu việc cài đặt lặp lại bộ hãm, giảm số chu kỳ làm việc và cũng giảm số lần nhiễu vào lưới điện, từ đó cải thiện chất lượng điện năng của lưới điện. Giảm đầu tư thiết bị, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị, tiết kiệm thiết bị và năng lượng có ý nghĩa to lớn.