Доставчиците на устройства за обратна връзка по енергия за честотни преобразуватели ви напомнят, че в традиционните системи за честотен контрол, съставени от честотни преобразуватели, асинхронни двигатели и механични товари, когато потенциалното натоварване, предавано от двигателя, се понижи, двигателят може да е в състояние на регенеративно спиране; или когато двигателят забави от висока скорост до ниска скорост (включително паркиране), честотата може внезапно да намалее, но поради механичната инерция на двигателя, той може да е в състояние на генериране на регенеративна енергия. Има два метода за управление на регенеративната енергия на честотния преобразувател: единият е методът на съпротивително разреждане; друг метод е методът на обратна обратна връзка. Методът на обратна обратна връзка е "двойна ШИМ" структура, съставена от напълно контролирани превключващи елементи, но високата му цена ограничава широкото му приложение. По-долу е представен нов метод за обратна връзка за регенериране на енергия в честотен преобразувател.
Принцип на работа на енергийната обратна връзка
Обратната връзка на регенеративната енергия е за връщане към електрическата мрежа натрупаната електрическа енергия в двата края на филтриращия кондензатор, генерирана от двигателя в състояние на регенеративно спиране. Като верига за обратна връзка трябва да бъдат изпълнени две условия:
(1) Когато честотният преобразувател работи нормално, устройството за обратна връзка не работи. Устройството за обратна връзка работи само когато напрежението на DC шината е по-високо от определена стойност. Когато напрежението на DC шината падне до нормалното, устройството за обратна връзка трябва да се изключи своевременно, в противен случай това ще увеличи натоварването на токоизправителната верига.
(2) Токът на обратна връзка на инвертора трябва да е контролируем.
Инверторна секция
Тиристорите V1-V6 образуват трифазна мостова инверторна схема. Тиристорите имат предимствата на ниска цена, лесно управление, надеждна работа и зряла технология. Но тиристорите са полуконтролирани компоненти и инверторната верига, съставена от тиристори, трябва да гарантира, че минималният ъгъл на инвертора е по-голям от 30°, в противен случай е лесно да се причини повреда на инвертора, но това прави нормалното напрежение на DC шината по-високо от напрежението на инвертора. Инверторната верига, съставена от тиристори, може да стартира инвертора чрез излъчване на задействащ импулс, но не може да го спре чрез анулиране на задействащия импулс. Ако задействащият импулс бъде анулиран по време на инверсия, това ще доведе до сериозни последици от повреда на инверсията. Следователно е необходимо да се използва методът за прекъсване на DC веригата, за да се спре инверторът.
Функцията на VT е двойна: едната е да контролира стартирането или спирането на инверторната верига. Когато VT е включен, DC напрежението се подава към инверторния мост, за да стартира инвертора; когато VT е изключен, DC веригата се прекъсва и инверторът спира (в този момент задействащият импулс е по избор). Нормалното напрежение на DC шината е приблизително DC600V (като се има предвид колебание от ± 10% в мрежовото напрежение). Стартирането и спирането на инвертора зависи от величината на DC напрежението на шината и приема хистерезисен контрол. Когато DC напрежението на шината е по-високо от 1,2 × 600V, инверторът се стартира, а когато е по-ниско от 1,1 × 600V, инверторът се изключва. Друга функция на VT е да контролира величината на тока на инвертора.
Контрол на тока на инвертора
При обръщане, напрежението на DC шината и напрежението на инвертора са свързани паралелно с еднаква полярност, а напрежението на шината е по-високо от напрежението на инвертора. Индуктивност L се използва за балансиране на разликата в напрежението. Управлението на VT може да използва метод за управление на токовия хистерезис с ШИМ, като тук се използва методът на токовия хистерезис.
Когато iL < I Α L-IL, VT провежда; Постоянното напрежение се прилага към индуктора L и инверторния мост, образувайки ток в път 1, и токът iL започва да се покачва; Когато iL се повиши над I3 L+IL, VT се изключва и индукторът продължава да тече през диод D. Токът iL започва да намалява. Когато iL падне до I3 L-IL, VT отново провежда и iL започва да се покачва отново. Чрез промените включване/изключване на VT, токът на инвертора iL се поддържа на зададена стойност I3 и независимо от това как се променя пиковата стойност на напрежението на инвертора, благодарение на използването на високочестотно превключващо управление, индуктивността L може да се поддържа много малка.
В обобщение, проводимостта на VT трябва да отговаря едновременно на две условия: (1) постояннотоковото напрежение Uc е по-високо от зададената горна граница на напрежението; (2) Когато токът на инвертора iL е по-малък от зададената долна граница на тока.
Изключването на VT трябва да отговаря на едно от следните две условия: (1) постояннотоковото напрежение Uc е по-ниско от зададената долна граница на напрежението; (2) Когато токът на инвертора iL надвиши зададената горна граница.
За да се избегне честото превключване на VT, се използва хистерезисно управление за напрежение Uc и ток iL, а ширината на контура е разликата между зададените горна и долна граница.
Изчисляване на индуктивност
За да се опрости изчислението и да се игнорира моментното изменение на напрежението на инвертора Vd Β, което се счита за постоянна величина, може да се получи следното уравнение: L diL dt=Uc Ud Β Решаването на уравнението дава t1=2ILL Uc Ud Β, където IL - ширината на хистерезиса на тока;
Uc - постоянно напрежение; Ud Β - средна стойност на напрежението на инвертора.
В интервала t2, VT се изключва и напрежението продължава да тече през D.
Съществува следното уравнение: L diL dt=- Ud Β Решение: t2=2ILL Ud Β Период на прекъсване: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Честота на прекъсване: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc индуктивност: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Горното уравнение показва, че когато f е много високо, L е много малко. Това е различно от типичните тиристорни инверторни схеми. Горната формула може да се използва като основа за избор на индуктивност.
Изчисляване на тока на разреждане на кондензатор
Само когато VT провежда, може да има разряден ток, протичащ от кондензатора. Следователно, средната стойност на разрядния ток е: Ic=t1 TI 3 L. Замествайки горната формула във формулата за цикъла на прекъсване, резултатът е: Ic=Ud Β Uc I 3 L