ในระบบส่งไฟฟ้าของบริษัทเคมี การใช้งานไดรฟ์ความถี่แปรผันสำหรับเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงเป็นเรื่องปกติมาก ด้วยเหตุผลหลายประการของกระบวนการและอุปกรณ์ขับเคลื่อน จึงมักเกิดปรากฏการณ์พลังงานหมุนเวียนขึ้น โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแปลงความถี่มีสองวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุดในการจัดการพลังงานหมุนเวียน ได้แก่ (1) การกระจายพลังงานไปยัง "ตัวต้านทานเบรก" ซึ่งติดตั้งขนานกับตัวเก็บประจุในเส้นทางการไหลของกระแสตรง ซึ่งเรียกว่าสถานะเบรกกำลัง (2) หากพลังงานถูกป้อนกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้า จะเรียกว่าสถานะเบรกป้อนกลับ (หรือที่เรียกว่าสถานะเบรกแบบสร้างพลังงาน) หลักการของบัสร่วมกระแสตรง (DC common bus) อ้างอิงจากอุปกรณ์แปลงความถี่สากล ซึ่งใช้วิธีการแปลงความถี่ AC-DC-AC เมื่อมอเตอร์อยู่ในสถานะเบรก พลังงานเบรกจะถูกป้อนกลับไปยังด้าน DC เพื่อให้การจัดการพลังงานเบรกป้อนกลับมีประสิทธิภาพมากขึ้น ผู้คนจึงใช้วิธีการเชื่อมต่อด้าน DC ของอุปกรณ์แปลงความถี่แต่ละตัว ตัวอย่างเช่น เมื่อเครื่องแปลงความถี่ตัวหนึ่งอยู่ในโหมดเบรก และอีกตัวหนึ่งอยู่ในโหมดเร่งความเร็ว พลังงานจะเสริมซึ่งกันและกัน บทความนี้เสนอโครงร่างการใช้ตัวแปลงความถี่สากลที่มีบัส DC ร่วมกันในเครื่องหมุนเหวี่ยงของบริษัทเคมี และอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ในหน่วยป้อนกลับของเครื่องหมุนเหวี่ยง ปัจจุบันมีหลายวิธีในการใช้บัส DC ร่วมกัน: (1) ชุดแปลงความถี่ร่วมอิสระแบบอิสระสามารถแปลงกลับไม่ได้หรือแปลงกลับได้ ชุดแปลงความถี่ร่วมอิสระใช้พลังงานผ่านตัวต้านทานเบรกภายนอก ในขณะที่ชุดแปลงความถี่ร่วมอิสระสามารถป้อนกลับพลังงานส่วนเกินจากบัส DC ไปยังโครงข่ายไฟฟ้าโดยตรง ซึ่งมีความสำคัญต่อการประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อมมากกว่า ข้อเสียคือราคาสูงกว่าชุดแปลงความถี่ร่วม (2) ชุดแปลงความถี่ขนาดใหญ่เชื่อมต่อกับบัส DC ของตัวแปลงความถี่ขนาดใหญ่ที่ใช้ร่วมกันในโครงข่ายไฟฟ้า ตัวแปลงความถี่ขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้โมดูลแปลงความถี่ ตัวแปลงความถี่ขนาดใหญ่เชื่อมต่อภายนอกกับตัวต้านทานเบรก (3) ชุดแปลงความถี่แต่ละชุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ชุดแปลงความถี่แต่ละชุดประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ และตัวต้านทานเบรกภายนอก และบัสบาร์ DC เชื่อมต่อกัน สถานการณ์เช่นนี้มักเกิดขึ้นเมื่อกำลังไฟฟ้าของแต่ละชุดแปลงความถี่ใกล้เคียงกัน หลังจากถอดประกอบแล้ว ก็ยังสามารถใช้งานได้โดยอิสระโดยไม่กระทบต่อกัน บัส DC ทั่วไปที่แนะนำในบทความนี้เป็นวิธีที่สาม ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อเทียบกับสองวิธีแรก: ก. บัส DC แบบใช้ร่วมกันสามารถลดความซ้ำซ้อนของชุดเบรกได้อย่างมาก ด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายและสมเหตุสมผล และเชื่อถือได้ทางเศรษฐกิจ ข. แรงดันไฟฟ้า DC ระดับกลางของบัส DC แบบใช้ร่วมกันนั้นคงที่ และตัวเก็บประจุแบบรวมมีความจุในการกักเก็บพลังงานสูง ซึ่งสามารถลดความผันผวนของระบบไฟฟ้าได้ค. มอเตอร์แต่ละตัวทำงานในสถานะที่แตกต่างกัน โดยมีการป้อนกลับพลังงานเสริมกัน ส่งผลให้คุณสมบัติไดนามิกของระบบมีประสิทธิภาพสูงสุด สัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกที่แตกต่างกันที่เกิดจากตัวแปลงความถี่ต่างๆ ในโครงข่ายไฟฟ้าสามารถหักล้างซึ่งกันและกัน ช่วยลดอัตราความเพี้ยนฮาร์มอนิกของโครงข่ายไฟฟ้า 2. แผนระบบควบคุมความเร็วความถี่แปรผันก่อนการปรับปรุง 2.1 บทนำเกี่ยวกับระบบควบคุมเครื่องเหวี่ยง มีเครื่องเหวี่ยงทั้งหมด 12 เครื่องที่ได้รับการปรับปรุง และระบบควบคุมแต่ละระบบยังคงเหมือนเดิม ตัวแปลงความถี่คือ Emerson EV2000 ซีรีส์ 22 กิโลวัตต์ ชนิดแรงบิดคงที่ และชุดป้อนกลับทั้งหมดเป็นชุดเบรกป้อนกลับ IPC-PF-1S ที่ใช้พลังงาน ระบบควบคุมทั้งหมดมีชุดควบคุมแบบรวมศูนย์แปดชุดที่คล้ายคลึงกัน แผนภาพระบบแสดงในรูปที่ 1.2.2 การวิเคราะห์การทำงานของระบบเบรกขณะเบรก เมื่อเครื่องเหวี่ยงเบรก มอเตอร์จะอยู่ในสถานะเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ และพลังงานกลที่เก็บไว้ในระบบจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยมอเตอร์ ซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังวงจร DC ของอินเวอร์เตอร์ผ่านไดโอดอิสระหกตัวของอินเวอร์เตอร์ ณ จุดนี้ อินเวอร์เตอร์จะอยู่ในสถานะแก้ไข ณ จุดนี้ หากไม่มีการวัดการใช้พลังงานในตัวแปลงความถี่ พลังงานนี้จะทำให้แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเก็บพลังงานในวงจรกลางเพิ่มขึ้น ณ จุดนี้ แรงดันไฟฟ้าบัส DC ของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้น เมื่อถึง 680V ชุดเบรกจะเริ่มทำงาน นั่นคือการป้อนพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินกลับไปยังฝั่งกริด ณ จุดนี้ แรงดันไฟฟ้าบัส DC ของตัวแปลงความถี่ตัวเดียวจะคงอยู่ต่ำกว่า 680V (บางเครื่องอาจ 690V) และตัวแปลงความถี่จะไม่รายงานข้อผิดพลาดเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าเกิน เส้นโค้งกระแสไฟฟ้าของชุดเบรกของตัวแปลงความถี่เดี่ยวขณะเบรกแสดงในรูปที่ 2 โดยมีเวลาเบรก 3 นาที เครื่องมือทดสอบคือเครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าเฟสเดียว FLUKE 43B และซอฟต์แวร์วิเคราะห์คือ จากนี้จะเห็นได้ว่าทุกครั้งที่เบรกทำงาน ชุดเบรกต้องทำงาน โดยมีกระแสไฟฟ้าสูงสุด 27A กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของชุดเบรกคือ 45A เห็นได้ชัดว่าชุดเบรกอยู่ในสถานะโหลดครึ่งหนึ่ง 3. แผนผังระบบควบคุมความเร็วการแปลงความถี่แบบดัดแปลง 3.1 วิธีการกำจัดสำหรับบัส DC ทั่วไป สิ่งสำคัญประการหนึ่งของการใช้บัส DC ร่วมกันคือการพิจารณาการควบคุมตัวแปลงความถี่ ความผิดพลาดในการส่ง ลักษณะของโหลด และการบำรุงรักษาวงจรหลักอินพุตเมื่อเปิดเครื่อง แผนผังประกอบด้วยสายเข้า 3 เฟส (รักษาเฟสเดียวกัน) บัส DC กลุ่มตัวแปลงความถี่สากล ชุดเบรกร่วมหรืออุปกรณ์ป้อนกลับพลังงาน และส่วนประกอบเสริมอื่นๆ สำหรับตัวแปลงความถี่สากล รูปที่ 3 แสดงหนึ่งในโซลูชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แผนภาพระบบวงจรหลักหลังจากเลือกรูปแบบการแปลงที่สามจะแสดงในรูปที่ 3 สวิตช์อากาศ Q1 ถึง Q4 ในรูปที่ 3 เป็นอุปกรณ์ป้องกันสายเข้าของตัวแปลงความถี่แต่ละตัวและ KM1 ถึง KM4 คือ คอนแทคเตอร์จ่ายไฟของตัวแปลงความถี่แต่ละตัว KMZ1 ถึง KMZ3 เป็นคอนแทคเตอร์แบบขนานสำหรับบัส DC เครื่องปั่นเหวี่ยงขนาด 1# และ 2# ใช้ชุดเบรกร่วมกันและรวมกลุ่มกัน ในขณะที่เครื่องปั่นเหวี่ยงขนาด 3# และ 4# ใช้ชุดเบรกร่วมกันและรวมกลุ่มกัน เมื่อทั้งสองกลุ่มทำงานได้อย่างถูกต้อง ก็สามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้ ขณะเดียวกัน ลำดับการทำงานของเครื่องปั่นเหวี่ยงขนาด 1# และ 2# เบรกในเวลาที่ต่างกัน และเครื่องปั่นเหวี่ยงขนาด 3# และ 4# เบรกในเวลาที่ต่างกัน ในระหว่างการทำงานปกติ เครื่องปั่นเหวี่ยงสองเครื่อง คือขนาด 1# และ 3# มักจะถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกัน ในขณะที่เครื่องปั่นเหวี่ยงขนาด 2# และ 4# จะถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปแล้วเครื่องปั่นเหวี่ยงสี่เครื่องจะไม่เบรกพร้อมกัน เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนของสถานที่ทำงานจริง ระบบไฟฟ้าจึงมักเกิดการสั่นและเกิดฮาร์มอนิกลำดับสูง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานของแหล่งจ่ายไฟและช่วยดูดซับแรงดันไฟกระชากและแรงดันไฟกระชากของแหล่งจ่ายไฟหลักที่เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์ใกล้เคียงทำงาน ซึ่งจะช่วยรักษาหน่วยเรียงกระแสของตัวแปลงความถี่ไว้ได้ในที่สุด ตัวแปลงความถี่แต่ละตัวยังสามารถใช้รีแอคเตอร์ขาเข้าเพื่อป้องกันปัจจัยเหล่านี้ไม่ให้ส่งผลกระทบต่อตัวแปลงความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการปรับปรุงโครงการนี้ เนื่องจากอุปกรณ์เดิมไม่ได้ติดตั้งรีแอคเตอร์ขาเข้า จึงไม่ได้วาดรีแอคเตอร์ขาเข้าหรืออุปกรณ์ควบคุมฮาร์มอนิกอื่นๆ 3.2 แผนผังระบบควบคุม: วงจรควบคุมแสดงในรูปที่ 4 หลังจากเปิดเครื่องแปลงความถี่ทั้งสี่เครื่องและตัวแปลงความถี่แต่ละตัวพร้อมใช้งานแล้ว ตัวเลือกเอาต์พุตของเทอร์มินัลเอาต์พุตรีเลย์ความผิดพลาดของตัวแปลงความถี่จะถูกตั้งค่าเป็น "ตัวแปลงความถี่พร้อมใช้งาน" เฉพาะเมื่อตัวแปลงความถี่เปิดเครื่องและอยู่ในสภาวะปกติเท่านั้นจึงจะสามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้ หากตัวแปลงความถี่ตัวใดตัวหนึ่งเกิดข้อผิดพลาด คอนแทคเตอร์บัส DC จะไม่ปิด เทอร์มินัลเอาต์พุต TA และ TC ของรีเลย์ความผิดพลาดของตัวแปลงความถี่โดยปกติจะเป็นหน้าสัมผัสแบบเปิด หลังจากเปิดเครื่อง ตัวแปลงความถี่จะ "พร้อมใช้งาน" และ TA และ TC ของตัวแปลงความถี่แต่ละตัวจะปิด และคอนแทคเตอร์ขนานของบัส DC จะถูกปิดตามลำดับ มิฉะนั้นคอนแทคเตอร์จะตัดการเชื่อมต่อ 3.3 ลักษณะของแผน (1) ใช้ตัวแปลงความถี่แบบครบชุดแทนที่จะเพิ่มอินเวอร์เตอร์หลายตัวเข้ากับบริดจ์เรกติไฟเออร์ (2) ไม่จำเป็นต้องมีบริดจ์เรกติไฟเออร์ ชุดชาร์จ ตัวเก็บประจุ และอินเวอร์เตอร์แยกต่างหาก (3) ตัวแปลงความถี่แต่ละตัวสามารถแยกออกจากบัส DC โดยไม่ส่งผลกระทบต่อระบบอื่นๆ (4) ควบคุมการเชื่อมต่อบัส DC ทั่วไปของตัวแปลงความถี่ผ่านคอนแทคเตอร์แบบอินเตอร์ล็อก (5) ใช้การควบคุมแบบโซ่เพื่อป้องกันชุดตัวเก็บประจุของตัวแปลงความถี่ที่แขวนอยู่บนบัส DC (6) ตัวแปลงความถี่ทั้งหมดที่ติดตั้งบนบัสบาร์ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟสามเฟสเดียวกัน(7) ถอดตัวแปลงความถี่ออกจากบัส DC อย่างรวดเร็วหลังจากเกิดความผิดปกติ เพื่อจำกัดขอบเขตของความผิดพลาดของตัวแปลงความถี่ให้แคบลง 3.4 การตั้งค่าพารามิเตอร์หลักของตัวแปลงความถี่: การเลือกช่องสัญญาณ F0.03 = 1, ความถี่การทำงานสูงสุดที่ตั้งไว้ F0.05 = 50, กำหนดเวลาเร่งความเร็ว F0.10 = 300, กำหนดเวลาลดความเร็ว F0.11 = 300, การเลือกเอาต์พุตรีเลย์ความผิดพลาด F7.12 = 15, ฟังก์ชันเอาต์พุต AO1 F7.26 = 23.5, ข้อมูลการทดสอบที่แก้ไขแล้ว เมื่อหยุด แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 3PH 380VAC, แรงดันไฟฟ้าบัส: 530VDC, แรงดันไฟฟ้าบัส DC: 650V เมื่อเครื่องจักรหนึ่งเร่งความเร็ว แรงดันไฟฟ้าบัสจะลดลงและเครื่องจักรอีกเครื่องหนึ่งจะชะลอตัวลง แรงดันไฟฟ้าบัส DC ผันผวนระหว่าง 540-670V และชุดเบรกจะไม่ทำงานในขณะนี้ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ชุดเบรกทำงานโดยทั่วไปคือ 680V ดังแสดงในรูปที่ 5 สำหรับการทดสอบและวิเคราะห์ 4. การวิเคราะห์การประหยัดพลังงาน เมื่อเปรียบเทียบกับการเบรกแบบใช้พลังงานความต้านทาน ชุดเบรกป้อนกลับเป็นการใช้งานที่ประหยัดพลังงาน แต่จำเป็นต้องติดตั้งชุดเบรกในตัวแปลงความถี่แต่ละตัวเมื่อต้องการเบรก เป็นที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ตัวแปลงความถี่หลายตัวจะต้องติดตั้งชุดเบรกหลายตัว และราคาของชุดเบรกก็ไม่ได้แตกต่างจากตัวแปลงความถี่มากนัก แต่อัตราความต่อเนื่องของการทำงานก็ไม่ได้สูงมากนัก การนำไดรฟ์ตัวแปลงความถี่แบบบัสกระแสตรงที่ใช้ร่วมกันอย่างแพร่หลายในเครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์ได้ช่วยแก้ปัญหา "ตัวหนึ่งกินไฟไม่พอ อีกตัวหนึ่งอาเจียน" เมื่อตัวแปลงความถี่ตัวหนึ่งเร่งความเร็วและอีกตัวเบรกได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้ช่วยลดการตั้งค่าชุดเบรกซ้ำๆ ลดจำนวนรอบการทำงาน และลดจำนวนการรบกวนต่อระบบไฟฟ้า ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า การลดการลงทุนในอุปกรณ์ การเพิ่มการใช้งานอุปกรณ์ และการประหยัดอุปกรณ์และพลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่งและราคาของชุดเบรกก็ไม่ได้แตกต่างจากตัวแปลงความถี่มากนัก แต่อัตราความต่อเนื่องของการทำงานกลับไม่สูงมากนัก การนำไดรฟ์ตัวแปลงความถี่แบบบัส DC ร่วมกันมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยง ได้ช่วยแก้ปัญหา "กินไฟไม่พอ อีกเครื่องก็อ้วก" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อตัวแปลงความถี่ตัวหนึ่งเร่งเครื่องและอีกตัวหนึ่งเบรก วิธีนี้ช่วยลดการตั้งค่าซ้ำๆ ของชุดเบรก ลดจำนวนรอบการทำงาน และยังช่วยลดการรบกวนระบบไฟฟ้า ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า การลดการลงทุนในอุปกรณ์ การเพิ่มการใช้งานอุปกรณ์ และการประหยัดอุปกรณ์และพลังงาน ล้วนมีความสำคัญอย่างยิ่งและราคาของชุดเบรกก็ไม่ได้แตกต่างจากตัวแปลงความถี่มากนัก แต่อัตราความต่อเนื่องของการทำงานกลับไม่สูงมากนัก การนำไดรฟ์ตัวแปลงความถี่แบบบัส DC ร่วมกันมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยง ได้ช่วยแก้ปัญหา "กินไฟไม่พอ อีกเครื่องก็อ้วก" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อตัวแปลงความถี่ตัวหนึ่งเร่งเครื่องและอีกตัวหนึ่งเบรก วิธีนี้ช่วยลดการตั้งค่าซ้ำๆ ของชุดเบรก ลดจำนวนรอบการทำงาน และยังช่วยลดการรบกวนระบบไฟฟ้า ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า การลดการลงทุนในอุปกรณ์ การเพิ่มการใช้งานอุปกรณ์ และการประหยัดอุปกรณ์และพลังงาน ล้วนมีความสำคัญอย่างยิ่ง