Sagedusmuundurite energiatagasisideseadmete tarnijad tuletavad meelde, et traditsioonilistes sagedusjuhtimissüsteemides, mis koosnevad sagedusmuunduritest, asünkroonmootoritest ja mehaanilistest koormustest, võib mootori edastatava potentsiaalse koormuse langetamisel mootor olla regeneratiivpidurduse olekus; või kui mootor aeglustub suurelt kiiruselt väikesele kiirusele (sh parkimisel), võib sagedus järsult langeda, kuid mootori mehaanilise inertsi tõttu võib see olla regeneratiivse energia genereerimise olekus. Sagedusmuunduri regeneratiivenergia käsitlemiseks on kaks meetodit: üks on takistusenergia tühjendamise meetod; teine meetod on pöördtagasiside meetod. Pöördtagasiside meetod on "kahekordne PWM" struktuur, mis koosneb täielikult juhitavatest lülituselementidest, kuid selle kõrge hind piirab selle laialdast kasutamist. Allpool on sissejuhatus uude tagasisidemeetodisse energia regenereerimiseks sagedusmuunduris.
Energia tagasiside tööpõhimõte
Regeneratiivenergia tagasiside eesmärk on suunata regeneratiivpidurduse olekus mootori poolt genereeritud filtreerimiskondensaatori mõlemas otsas akumuleerunud elektrienergia tagasi elektrivõrku. Tagasisideahela puhul peavad olema täidetud kaks tingimust:
(1) Kui sagedusmuundur töötab normaalselt, siis tagasisideseade ei tööta. Tagasisideseade töötab ainult siis, kui alalisvoolusiinil on pinge üle teatud väärtuse. Kui alalisvoolusiinil on pinge langenud tagasi normaalseks, tuleks tagasisideseade õigeaegselt välja lülitada, vastasel juhul suurendab see alaldi ahela koormust.
(2) Inverteri tagasisidevool peaks olema juhitav.
Inverteri sektsioon
V1-V6 türistorid moodustavad kolmefaasilise silla inverterahela. Türistoride eelised on madal hind, lihtne juhtimine, töökindlus ja küps tehnoloogia. Kuid türistorid on pooleldi juhitavad komponendid ja türistoridest koosnev inverterahel peab tagama, et minimaalne inverteri nurk oleks suurem kui 30°, vastasel juhul on inverteri rike lihtne, kuid see muudab alalisvoolusiinil oleva normaalpinge inverteri pingest kõrgemaks. Türistoridest koosnev inverterahel saab inverteri käivitada käivitusimpulsi abil, kuid ei saa inverterit käivitusimpulsi tühistamisega peatada. Kui käivitusimpulss inversiooni ajal tühistatakse, põhjustab see tõsiseid inversiooni rikke tagajärgi. Seetõttu on inverteri peatamiseks vaja kasutada alalisvooluahela katkestamise meetodit.
VT-l on kaks funktsiooni: esiteks juhib see inverteri vooluringi käivitamist või seiskamist. Kui VT lülitatakse sisse, rakendatakse inverteri sillale alalispinget inverteri käivitamiseks; kui VT lülitatakse välja, katkestatakse alalisvooluahel ja inverter peatub (sel ajal on käivitusimpulss valikuline). Alalisvoolusiinil on umbes 600 V alalisvoolupinge (arvestades võrgupinge kõikumist ± 10%). Inverteri käivitus-seiskumine sõltub alalisvoolusiinil oleva pinge suurusest ja kasutab hüstereesijuhtimist. Kui alalisvoolusiinil olev pinge on suurem kui 1,2 × 600 V, käivitatakse inverter ja kui see on väiksem kui 1,1 × 600 V, lülitatakse inverter välja. VT teine funktsioon on inverteri voolu suuruse juhtimine.
Inverteri voolu juhtimine
Tagurpidi lülitamisel ühendatakse alalisvoolu siini pinge ja inverteri pinge paralleelselt sama polaarsusega ning siini pinge on kõrgem kui inverteri pinge. Induktiivsust L kasutatakse pinge erinevuse tasakaalustamiseks. VT juhtimiseks saab kasutada PWM vooluhüstereesi juhtimismeetodit ja siin kasutatakse vooluhüstereesi meetodit.
Kui iL < I Α L-IL, siis VT juhib; Induktiivile L ja inverteri sillale rakendatakse alalisvoolupinget, moodustades voolu teel 1 ja vool iL hakkab tõusma; Kui iL tõuseb üle I3 L+IL, lülitatakse VT välja ja induktiivpool jätkab läbi dioodi D voolamist. Vool iL hakkab vähenema. Kui iL langeb väärtuseni I3 L-IL, lülitub VT uuesti juhtivaks ja iL hakkab uuesti tõusma. VT sisse-/väljalülitamise muutuste abil hoitakse inverteri voolu iL seatud väärtusel I3 ja olenemata inverteri pinge tippväärtuse muutumisest saab kõrgsagedusliku lüliti juhtimise abil hoida induktiivsust L väga väikesena.
Kokkuvõttes peaks VT juhtivus vastama samaaegselt kahele tingimusele: (1) alalispinge Uc on kõrgem seatud pinge ülempiirist; (2) inverteri vool iL on väiksem kui seatud voolu alumine piir.
VT väljalülitumine peaks vastama ühele järgmistest kahest tingimusest: (1) alalispinge Uc on madalam kui seatud pinge alumine piir; (2) kui inverteri vool iL ületab seatud ülempiiri.
VT sagedase lülitamise vältimiseks kasutatakse pinge Uc ja voolu iL jaoks hüstereesijuhtimist ning ahela laius on seatud ülemise ja alumise piiri vahe.
Induktiivsuse arvutamine
Arvutuse lihtsustamiseks ja inverteri pinge Vd Β hetkelise muutuse ignoreerimiseks, mida peetakse konstantseks suuruseks, saab järgmise võrrandi: L diL dt=Uc Ud Β Võrrandi lahendamine annab tulemuseks t1=2ILL Uc Ud Β, kus IL - voolu hüstereesi laius;
Uc - alalispinge; Ud Β - inverteri pinge keskmine väärtus.
Intervallis t2 lülitatakse VT välja ja pinge jätkab läbi D voolamist.
On olemas järgmine võrrand: L diL dt=- Ud Β Lahendus: t2=2ILL Ud Β Tükeldamisperiood: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Tükeldamissagedus: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc induktiivsus: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Ülaltoodud võrrand näitab, et kui f on väga kõrge, on L väga väike. See erineb tüüpilistest türistor-inverteri vooluringidest. Ülaltoodud valemit saab kasutada induktiivsuse valiku alusena.
Kondensaatori tühjendusvoolu arvutamine
Ainult siis, kui VT on juhtiv, saab kondensaatorist voolata tühjendusvool. Seega on tühjendusvoolu keskmine väärtus: Ic=t1/TI3L. Asendades ülaltoodud valemi tükeldustsükli valemisse, saame tulemuseks: Ic=Ud/Β/Uc/I3L.