У сфері електропередачі хімічних підприємств дуже поширене застосування частотно-регульованих приводів для центрифуг. Через різні причини, пов'язані з процесом та приводним обладнанням, часто виникає явище рекуперативної енергії. У перетворювачах частоти зазвичай використовуються два найпоширеніші способи обробки рекуперативної енергії: (1) розсіювання її на "гальмівному резисторі", штучно встановленому паралельно з конденсатором у тракті потоку постійного струму, що називається станом гальмування потужності; (2) якщо вона подається назад в електромережу, це називається станом гальмування зі зворотним зв'язком (також відомим як стан рекуперативного гальмування). Принцип спільної шини постійного струму базується на універсальному пристрої перетворення частоти, що використовує метод перетворення частоти змінного струму в постійний струм у змінний струм. Коли двигун знаходиться в стані гальмування, його гальмівна енергія подається назад на сторону постійного струму. Для кращої обробки енергії гальмування зі зворотним зв'язком було прийнято метод підключення сторони постійного струму кожного пристрою перетворення частоти. Наприклад, коли один перетворювач частоти знаходиться в режимі гальмування, а інший - в режимі розгону, енергія може доповнювати одну. У цій статті пропонується схема використання універсального перетворювача частоти зі спільною шиною постійного струму в центрифугах хімічних підприємств, а також детально описується його подальше застосування в блоці зворотного зв'язку центрифуг. Наразі існує кілька способів використання спільної шини постійного струму: (1) Загальний незалежний випрямляч може бути неінвертованим або інвертованим. Перший споживає енергію через зовнішній гальмівний резистор, тоді як другий може повністю зворотно віддавати надлишкову енергію з шини постійного струму безпосередньо в електромережу, що має краще значення для енергозбереження та захисту навколишнього середовища. Недоліком є ​​вища ціна, ніж у першого варіанта. (2) Великий блок перетворення частоти підключений до шини постійного струму спільного великого перетворювача частоти в електромережі. Малий перетворювач частоти не потребує підключення до електромережі, тому немає потреби в модулі випрямляча. Великий перетворювач частоти зовні підключений до гальмівного резистора. (3) Кожен блок перетворення частоти підключений до електромережі. Кожен блок перетворення частоти оснащений випрямними та інвертуючими схемами та зовнішніми гальмівними резисторами, а шини постійного струму з'єднані між собою. Така ситуація часто використовується, коли потужність кожного блоку перетворення частоти близька. Після розбирання їх все ще можна використовувати незалежно, не впливаючи один на одного. Загальна шина постійного струму, представлена ​​в цій статті, є третім методом, який має значні переваги порівняно з першими двома методами: а. Спільна шина постійного струму може значно зменшити резервну конфігурацію гальмівних блоків, завдяки простій та розумній структурі, а також є економічно надійною. б. Проміжна напруга постійного струму спільної шини постійного струму є постійною, а об'єднаний конденсатор має велику ємність накопичення енергії, що може зменшити коливання в електромережі.c、 Кожен двигун працює в різних станах з додатковим зворотним зв'язком по енергії, оптимізуючи динамічні характеристики системи. Різні гармонійні перешкоди, що генеруються різними перетворювачами частоти в енергомережі, можуть компенсувати одна одну, зменшуючи коефіцієнт гармонійних спотворень енергомережі.2、 Схема системи регулювання швидкості зі змінною частотою до реконструкції2.1 Вступ до системи керування центрифугоюВсього було реконструйовано 12 центрифуг, і кожна система керування однакова. Перетворювач частоти - серії Emerson EV2000 потужністю 22 кВт, типу з постійним крутним моментом, а блоки зворотного зв'язку - це блоки гальмування зі зворотним зв'язком IPC-PF-1S з живленням від мережі. Всі системи керування централізовані з вісьмома аналогічними блоками. Схема системи показана на рисунку 1.2.2 Аналіз роботи гальмування під час гальмуванняКоли центрифуга гальмує, двигун перебуває в стані рекуперативного гальмування, а механічна енергія, що накопичується в системі, перетворюється двигуном на електричну енергію, яка надсилається назад у ланцюг постійного струму інвертора через шість діодів вільного ходу інвертора. У цей час інвертор знаходиться у випрямленому стані. У цей момент, якщо в перетворювачі частоти не вживати заходів щодо споживання енергії, ця енергія призведе до підвищення напруги конденсатора-накопичувача енергії в проміжному колі. У цей час напруга шини постійного струму конденсатора зросте. Коли вона досягне 680 В, гальмівний блок почне працювати, тобто повертатиме надлишок електричної енергії назад до мережі. У цей час напруга шини постійного струму одного перетворювача частоти буде підтримуватися нижче 680 В (близько 690 В), і перетворювач частоти не повідомлятиме про перенапругу. Крива струму гальмівного блоку одного перетворювача частоти під час гальмування показана на рисунку 2, з часом гальмування 3 хвилини. Вимірювальним приладом є однофазний аналізатор якості електроенергії FLUKE 43B, а програмне забезпечення для аналізу... З цього видно, що кожного разу, коли гальмо застосовується, гальмівний блок повинен працювати з максимальним струмом 27 А. Номінальний струм гальмівного блоку становить 45 А. Очевидно, що гальмівний блок знаходиться в стані половинного навантаження.3. Схема модифікованої системи регулювання швидкості перетворення частоти3.1 Методи утилізації для спільної шини постійного струмуОдним з важливих аспектів використання спільної шини постійного струму є повне врахування керування перетворювачем частоти, несправностей передачі, характеристик навантаження та обслуговування вхідного головного кола під час увімкнення. План включає 3-фазну вхідну лінію (з підтримкою тієї ж фази), шину постійного струму, групу універсальних перетворювачів частоти, спільний гальмівний блок або пристрій зворотного зв'язку по енергії та деякі допоміжні компоненти. Для універсального перетворювача частоти на рисунку 3 показано одне з широко використовуваних рішень. Схема системи головного кола після вибору третьої схеми перетворення показана на рисунку 3. Повітряні вимикачі Q1 - Q4 на рисунку 3 є пристроями захисту вхідної лінії кожного перетворювача частоти,а KM1 - KM4 - це контактори живлення кожного перетворювача частоти. KMZ1 - KMZ3 - це паралельні контактори для шини постійного струму. Центрифуги 1 та 2 мають спільний гальмівний блок і утворюють групу, тоді як центрифуги 3 та 4 мають спільний гальмівний блок і утворюють групу. Коли обидві групи функціонують належним чином, їх можна з'єднувати паралельно. Водночас, це також базується на послідовності роботи операторів на місці, причому центрифуги 1 та 2 гальмують у різний час, а центрифуги 3 та 4 гальмують у різний час. Під час нормальної роботи дві центрифуги, 1 та 3, зазвичай групуються разом, тоді як центрифуги 2 та 4 групуються разом. Чотири центрифуги зазвичай не гальмують одночасно. Через складне середовище реальних робочих місць, електромережа часто трясається, і виникають гармоніки вищого порядку. Його також можна використовувати для збільшення імпедансу джерела живлення та допомоги в поглинанні перенапруги та піків напруги основного джерела живлення, що виникають під час введення в експлуатацію обладнання поблизу, тим самим підтримуючи випрямний блок перетворювача частоти. Кожен перетворювач частоти також може використовувати вхідний реактор для ефективного запобігання впливу цих факторів на перетворювач частоти. Під час реконструкції цього проекту, оскільки оригінальне обладнання не було оснащене вхідними лінійними реакторами, не було використано жодних вхідних лінійних реакторів чи інших пристроїв контролю гармонік. 3.2 Схема системи керування: Схема керування показана на рисунку 4. Після того, як чотири перетворювачі частоти ввімкнено та кожен перетворювач частоти готовий до роботи, вихідний параметр реле несправності перетворювача частоти встановлено на "перетворювач частоти готовий до роботи". Тільки тоді, коли перетворювачі частоти ввімкнено та перебувають у нормальному стані, їх можна підключати паралельно. Якщо будь-який з них має несправність, контактор шини постійного струму не замкнеться. Вихідні клеми TA та TC реле несправності перетворювача частоти є нормально розімкнутими контактами. Після ввімкнення живлення перетворювач частоти «готовий до роботи», а контактори TA та TC кожного перетворювача частоти замкнуті, а паралельний контактор шини постійного струму послідовно замикається. В іншому випадку контактор відключиться. 3.3 Характеристики плану (1) Використовуйте повний перетворювач частоти замість простого додавання кількох інверторів до випрямного мосту. (2) Немає потреби в окремих випрямних мостах, зарядних блоках, конденсаторних батареях та інверторах. (3) Кожен перетворювач частоти можна окремо відокремити від шини постійного струму, не впливаючи на інші системи. (4) Керуйте підключенням до загальної шини постійного струму перетворювача частоти за допомогою блокувальних контакторів. (5) Ланцюгове керування використовується для захисту конденсаторних блоків перетворювача частоти, що висять на шині постійного струму. (6) Усі перетворювачі частоти, встановлені на шині, повинні використовувати однакове трифазне джерело живлення.(7) Швидко відключіть перетворювач частоти від шини постійного струму після несправності, щоб ще більше звузити область несправності перетворювача частоти. 3.4 Основні налаштування параметрів перетворювача частоти Вибір каналу команди запуску F0.03=1, максимальна робоча частота встановлено F0.05=50, час розгону встановлено F0.10=300, час уповільнення встановлено F0.11=300, вибір виходу реле несправності F7.12=15, функція виходу AO1 F7.26=23.5, змінені дані випробувань. Під час зупинки вхідна напруга: 3 фази 380 В змінного струму, напруга шини: 530 В постійного струму, напруга шини постійного струму: 650 В. Коли один пристрій розганяється, напруга шини зменшується, а інший пристрій уповільнюється. Напруга шини постійного струму коливається в межах 540-670 В, і гальмівний блок у цей час не вмикається. Напруга постійного струму, з якою зазвичай працює гальмівний блок, становить 680 В, як показано на рисунку 5 для тестування та аналізу.4. Аналіз енергозбереження. Порівняно з гальмуванням за допомогою резистивного споживання енергії, гальмівний блок зі зворотним зв'язком є ​​енергозберігаючим застосуванням, але він вимагає, щоб кожен перетворювач частоти був оснащений гальмівним блоком, коли потрібне гальмування. Неминуче, що кілька перетворювачів частоти повинні бути оснащені кількома гальмівними блоками, і ціна гальмівного блоку не сильно відрізняється від ціни перетворювача частоти, але коефіцієнт безперервності роботи не дуже високий. Широке застосування спільного приводу перетворювача частоти шини постійного струму в центрифугах ефективно вирішило проблему "один не може насититися, а інший не може знудити", коли один перетворювач частоти розганяється, а інший гальмує. Це рішення зменшує повторювані налаштування гальмівного блоку, зменшує кількість робочих циклів, а також зменшує кількість перешкод в електромережі, покращуючи якість електроенергії в електромережі. Зменшення інвестицій в обладнання, збільшення використання обладнання та економія обладнання та енергії мають велике значення.а ціна гальмівного блоку не сильно відрізняється від ціни перетворювача частоти, але коефіцієнт безперервності роботи не дуже високий. Широке застосування спільного приводу перетворювача частоти шини постійного струму в центрифугах ефективно вирішило проблему «один не може наїстися, а інший не може знудити», коли один перетворювач частоти розганяється, а інший гальмує. Це рішення зменшує повторюване налаштування гальмівного блоку, зменшує кількість робочих циклів, а також зменшує кількість перешкод в електромережі, покращуючи якість електроенергії в електромережі. Зменшення інвестицій в обладнання, збільшення використання обладнання та економія обладнання та енергії мають велике значення.а ціна гальмівного блоку не сильно відрізняється від ціни перетворювача частоти, але коефіцієнт безперервності роботи не дуже високий. Широке застосування спільного приводу перетворювача частоти шини постійного струму в центрифугах ефективно вирішило проблему «один не може наїстися, а інший не може знудити», коли один перетворювач частоти розганяється, а інший гальмує. Це рішення зменшує повторюване налаштування гальмівного блоку, зменшує кількість робочих циклів, а також зменшує кількість перешкод в електромережі, покращуючи якість електроенергії в електромережі. Зменшення інвестицій в обладнання, збільшення використання обладнання та економія обладнання та енергії мають велике значення.