Kemianteollisuuden yritysten sähkönsiirrossa taajuusmuuttajien käyttö sentrifugeissa on hyvin yleistä. Prosessin ja käyttölaitteiden erilaisista syistä johtuen regeneratiivisen energian ilmiö esiintyy usein. Yleisesti ottaen taajuusmuuttajissa on kaksi yleisintä tapaa käsitellä regeneratiivista energiaa: (1) sen johtaminen "jarrutusvastukseen", joka on keinotekoisesti asetettu rinnan kondensaattorin kanssa tasavirran virtausreitillä, mitä kutsutaan tehojarrutustilaksi; (2) Jos se syötetään takaisin sähköverkkoon, sitä kutsutaan takaisinkytkentäjarrutustilaksi (tunnetaan myös regeneratiivisen jarrutuksen tilaksi). Tasavirtayhteisväylän periaate perustuu yleiseen taajuusmuunnoslaitteeseen, joka käyttää AC-DC-AC-taajuusmuunnosmenetelmää. Kun moottori on jarrutustilassa, sen jarrutusenergia syötetään takaisin tasavirtapuolelle. Takaisinkytkentäjarrutusenergian paremman käsittelyn varmistamiseksi on omaksuttu menetelmä, jossa kunkin taajuusmuunnoslaitteen tasavirtapuoli kytketään toisiinsa. Esimerkiksi kun yksi taajuusmuuttaja on jarrutustilassa ja toinen kiihdytystilassa, energiat voivat täydentää toisiaan. Tässä artikkelissa esitetään kaavio yleiskäyttöisen taajuusmuuttajan käytöstä yhteisellä tasavirtaväylällä kemianteollisuuden sentrifugeissa ja sen lisäsovelluksia sentrifugien takaisinkytkentäyksikössä. Tällä hetkellä on useita tapoja käyttää tasavirtaväylää: (1) Yhteinen itsenäinen tasasuuntaajayksikkö voi olla ei-invertoitava tai invertoitava. Ensimmäinen kuluttaa energiaa ulkoisen jarruvastuksen kautta, kun taas jälkimmäinen voi syöttää ylimääräisen energian tasavirtaväylästä suoraan sähköverkkoon, mikä on energiansäästön ja ympäristönsuojelun kannalta merkittävämpää. Haittapuolena on korkeampi hinta kuin edellisellä. (2) Suuri taajuusmuunninyksikkö on kytketty sähköverkon jaetun suuren taajuusmuuttajan tasavirtaväylään. Pientä taajuusmuuttajaa ei tarvitse kytkeä sähköverkkoon, joten tasasuuntaajamoduulia ei tarvita. Suuri taajuusmuuttaja on ulkoisesti kytketty jarruvastukseen. (3) Jokainen taajuusmuunninyksikkö on kytketty sähköverkkoon. Jokainen taajuusmuunninyksikkö on varustettu tasasuuntaaja- ja invertteripiireillä sekä ulkoisilla jarruvastuksilla, ja tasavirtakiskot on kytketty toisiinsa. Tätä tilannetta käytetään usein, kun kunkin taajuusmuunninyksikön teho on lähellä toisiaan. Purkamisen jälkeen niitä voidaan edelleen käyttää itsenäisesti vaikuttamatta toisiinsa. Tässä artikkelissa esitelty tasavirtaväylä on kolmas menetelmä, jolla on merkittäviä etuja kahteen ensimmäiseen menetelmään verrattuna: a. Jaettu tasavirtaväylä voi vähentää huomattavasti jarruyksiköiden redundanttia kokoonpanoa yksinkertaisen ja järkevän rakenteensa ansiosta ja on taloudellisesti luotettava. b. Jaetun tasavirtaväylän välijännite on vakio, ja yhdistetyllä kondensaattorilla on suuri energian varastointikapasiteetti, mikä voi vähentää sähköverkon vaihteluita.c. Jokainen moottori toimii eri tiloissa täydentävällä energiatakaisinkytkennällä, mikä optimoi järjestelmän dynaamiset ominaisuudet. Eri taajuusmuuttajien sähköverkossa tuottamat erilaiset harmoniset häiriöt voivat kumota toisensa, mikä vähentää sähköverkon harmonista vääristymäastetta.2. Muuttuvan taajuuden nopeuden säätöjärjestelmän kaavio ennen saneerausta 2.1 Johdatus sentrifugien ohjausjärjestelmään Yhteensä 12 sentrifugia on saneerattu, ja jokainen ohjausjärjestelmä on samanlainen. Taajuusmuuttaja on Emerson EV2000 -sarjan 22 kW, vakiomomenttityyppinen, ja takaisinkytkentäyksiköt ovat kaikki moottorikäyttöisiä IPC-PF-1S-takaisinkytkentäjarruyksiköitä. Kaikki ohjausjärjestelmät on keskitetty kahdeksaan samanlaiseen yksikköön. Järjestelmäkaavio on esitetty kuvassa 1.2.2. Jarrutustoiminnan analyysi jarrutuksen aikana Kun sentrifugi jarruttaa, moottori on regeneratiivisessa jarrutustilassa, ja järjestelmään varastoitu mekaaninen energia muunnetaan moottorin avulla sähköenergiaksi, joka lähetetään takaisin invertterin tasavirtapiiriin invertterin kuuden vapaakäyntidiodin kautta. Tällä hetkellä invertteri on tasasuunnatussa tilassa. Tässä vaiheessa, jos taajuusmuuttajassa ei tehdä energiankulutustoimenpiteitä, tämä energia aiheuttaa välipiirin energian varastointikondensaattorin jännitteen nousun. Tällöin kondensaattorin tasavirtakiskon jännite nousee. Kun se saavuttaa 680 V, jarrutusyksikkö alkaa toimia eli syöttää ylimääräistä sähköenergiaa takaisin verkkoon. Tällöin yksittäisen taajuusmuuttajan tasavirtakiskon jännite pysyy alle 680 V:ssa (noin 690 V), eikä taajuusmuuttaja ilmoita ylijännitevirheistä. Yksittäisen taajuusmuuttajan jarrutusyksikön virtakäyrä jarrutuksen aikana on esitetty kuvassa 2, ja jarrutusaika on 3 minuuttia. Testauslaite on FLUKE 43B yksivaiheinen sähkönlaadun analysaattori ja analyysiohjelmisto on Tästä voidaan nähdä, että joka kerta, kun jarrua käytetään, jarrutusyksikön on toimittava enintään 27 A:n virralla. Jarrutusyksikön nimellisvirta on 45 A. Jarrutusyksikkö on selvästi puolikuormitustilassa.3. Muokattu taajuusmuunnoksen nopeuden säätöjärjestelmän kaavio3.1 Yhteisen tasavirtaväylän hävitysmenetelmätYksi tärkeä näkökohta jaetun tasavirtaväylän käytössä on ottaa täysin huomioon taajuusmuuttajan ohjaus, siirtoviat, kuormitusominaisuudet ja syöttöpääpiirin ylläpito virran kytkennän yhteydessä. Suunnitelma sisältää 3-vaiheisen tulojohdon (joka säilyttää saman vaiheen), tasavirtaväylän, yleiskäyttöisen taajuusmuuttajaryhmän, yhteisen jarrutusyksikön tai energian takaisinkytkentälaitteen ja joitakin apukomponentteja. Yleiskäyttöisen taajuusmuuttajan osalta kuva 3 esittää yhtä laajalti käytettyjä ratkaisuja. Pääpiirijärjestelmän kaavio kolmannen muunnosjärjestelmän valinnan jälkeen on esitetty kuvassa 3. Kuvassa 3 olevat ilmakytkimet Q1–Q4 ovat kunkin taajuusmuuttajan tulojohdon suojauslaitteita,ja KM1–KM4 ovat kunkin taajuusmuuttajan virrankytkentäkontaktorit. KMZ1–KMZ3 ovat rinnakkaiskontaktoreita tasavirtaväylälle. 1 ja 2 kappaleen sentrifugit jakavat jarrutusyksikön ja muodostavat ryhmän, kun taas 3 ja 4 kappaleen sentrifugit jakavat jarrutusyksikön ja muodostavat ryhmän. Kun molemmat ryhmät toimivat oikein, ne voidaan kytkeä rinnan. Samalla se perustuu myös paikan päällä olevien käyttäjien työjärjestykseen, jossa 1 ja 2 kappaleen sentrifugit jarruttavat eri aikoina ja 3 ja 4 kappaleen sentrifugit jarruttavat eri aikoina. Normaalikäytössä kaksi sentrifugia, 1 ja 3 kappaletta, on yleensä ryhmitelty yhteen, kun taas 2 ja 4 kappaletta on ryhmitelty yhteen. Neljä sentrifugia ei yleensä jarruta samanaikaisesti. Todellisten työmaiden monimutkaisen ympäristön vuoksi sähköverkko tärisee usein ja esiintyy korkean asteen harmonisia yliaaltoja. Sitä voidaan käyttää myös virtalähteen impedanssin lisäämiseen ja auttamaan päävirtalähteen ylijännitteiden ja jännitepiikkien vaimentamisessa, joita syntyy lähellä olevien laitteiden käyttöönoton yhteydessä, mikä lopulta ylläpitää taajuusmuuttajan tasasuuntausyksikköä. Jokainen taajuusmuuttaja voi myös käyttää tulokuristinta estääkseen tehokkaasti näiden tekijöiden vaikutuksen taajuusmuuttajaan. Tämän projektin saneerauksessa, koska alkuperäisessä laitteessa ei ollut tulovirtakuristimia, ei käytetty tulovirtakuristimia tai muita harmonisia ohjauslaitteita. 3.2 Ohjausjärjestelmän kaavio: Ohjauspiiri on esitetty kuvassa 4. Kun neljä taajuusmuuttajaa on kytketty päälle ja jokainen taajuusmuuttaja on käyttövalmis, taajuusmuuttajan vikareleen lähtöliittimen lähtöasetukseksi asetetaan "taajuusmuuttaja käyttövalmis". Vasta kun taajuusmuuttajat on kytketty päälle ja normaalissa tilassa, ne voidaan kytkeä rinnan. Jos jossakin niistä on vika, tasavirtaväyläkontaktori ei sulkeudu. Taajuusmuuttajan vikareleen lähtöliittimet TA ja TC ovat normaalisti avoimia koskettimia. Virran kytkemisen jälkeen taajuusmuuttaja on "käyttövalmis", ja jokaisen taajuusmuuttajan TA ja TC ovat suljettuina, ja tasavirtakiskon rinnakkaiskontaktori on suljettuna peräkkäin. Muussa tapauksessa kontaktori irtoaa. 3.3 Suunnitelman ominaisuudet (1) Käytä täydellistä taajuusmuuttajaa sen sijaan, että yksinkertaisesti lisäät useita inverttereitä tasasuuntaussiltaan. (2) Erillisiä tasasuuntaussiltoja, latausyksiköitä, kondensaattoriparistoja ja inverttereitä ei tarvita. (3) Jokainen taajuusmuuttaja voidaan erottaa erikseen tasavirtaväylästä vaikuttamatta muihin järjestelmiin. (4) Ohjaa taajuusmuuttajan tasavirtayhteisväyläliitäntää lukituskontaktoreiden avulla. (5) Ketjuohjausta käytetään suojaamaan tasavirtaväylässä roikkuvia taajuusmuuttajan kondensaattoriyksiköitä. (6) Kaikkien kiskoon asennettujen taajuusmuuttajien on käytettävä samaa kolmivaiheista virtalähdettä.(7) Irrota taajuusmuuttaja nopeasti tasavirtaväylästä toimintahäiriön jälkeen, jotta taajuusmuuttajan vian laajuus voidaan rajata entisestään. 3.4 Taajuusmuuttajan pääparametriasetukset Käynnistys-komentokanavan valinta F0.03=1, suurin toimintataajuus asetettu F0.05=50, kiihtyvyysaika asetettu F0.10=300, hidastuvuusaika asetettu F0.11=300, vikareleen lähdön valinta F7.12=15, AO1-lähtötoiminto F7.26=23.5, muokatut testitiedot. Pysäytettäessä tulojännite: 3PH 380VAC, väyläjännite: 530VDC, tasavirtaväyläjännite: 650V. Kun toinen kone kiihtyy, väyläjännite laskee ja toinen kone hidastuu. Tasavirtaväyläjännite vaihtelee 540–670V välillä, eikä jarrutusyksikkö käynnisty tällöin. Jarrutusyksikön yleensä käyttämä tasajännite on 680 V, kuten kuvassa 5 on esitetty testausta ja analyysiä varten.4. Energiansäästöanalyysi Verrattuna vastusjarrutukseen, takaisinkytkentäjarrutusyksikkö on energiansäästösovellus, mutta se vaatii, että jokainen taajuusmuuttaja on varustettu jarrutusyksiköllä, kun jarrutusta tarvitaan. Useiden taajuusmuuttajien on väistämättä oltava varustettu useilla jarrutusyksiköillä, eikä jarrutusyksikön hinta juurikaan eroa taajuusmuuttajan hinnasta, mutta työn jatkuvuusaste ei ole kovin korkea. Jaetun tasavirtaväylätaajuusmuuttajan käytön laaja käyttö sentrifugeissa on tehokkaasti ratkaissut ongelman "toinen ei voi syödä tarpeeksi ja toinen ei voi oksentaa", kun yksi taajuusmuuttaja kiihtyy ja toinen jarruttaa. Tämä ratkaisu vähentää jarrutusyksikön toistuvia asetuksia, vähentää työsyklien määrää ja vähentää myös sähköverkon häiriöiden määrää, mikä parantaa sähköverkon sähkönlaatua. Laiteinvestointien vähentäminen, laitteiden käyttöasteen lisääminen sekä laitteiden ja energian säästäminen ovat erittäin tärkeitä.Jarrutusyksikön hinta ei juurikaan eroa taajuusmuuttajan hinnasta, mutta työn jatkuvuusaste ei ole kovin korkea. Jaetun tasavirtaväylän taajuusmuuttajan laaja käyttö sentrifugeissa on tehokkaasti ratkaissut ongelman "toinen ei voi syödä tarpeeksi ja toinen ei voi oksentaa", kun yksi taajuusmuuttaja kiihtyy ja toinen jarruttaa. Tämä ratkaisu vähentää jarrutusyksikön toistuvia asetuksia, vähentää työsyklien määrää ja vähentää myös sähköverkon häiriöiden määrää, mikä parantaa sähköverkon sähkönlaatua. Laiteinvestointien vähentäminen, laitteiden käyttöasteen lisääminen sekä laitteiden ja energian säästäminen ovat erittäin tärkeitä.Jarrutusyksikön hinta ei juurikaan eroa taajuusmuuttajan hinnasta, mutta työn jatkuvuusaste ei ole kovin korkea. Jaetun tasavirtaväylän taajuusmuuttajan laaja käyttö sentrifugeissa on tehokkaasti ratkaissut ongelman "toinen ei voi syödä tarpeeksi ja toinen ei voi oksentaa", kun yksi taajuusmuuttaja kiihtyy ja toinen jarruttaa. Tämä ratkaisu vähentää jarrutusyksikön toistuvia asetuksia, vähentää työsyklien määrää ja vähentää myös sähköverkon häiriöiden määrää, mikä parantaa sähköverkon sähkönlaatua. Laiteinvestointien vähentäminen, laitteiden käyttöasteen lisääminen sekä laitteiden ja energian säästäminen ovat erittäin tärkeitä.