A vegyipari vállalatok elektromos átvitelében a centrifugáknál a változtatható frekvenciájú hajtások alkalmazása nagyon gyakori. A folyamat és a meghajtóberendezések különböző okai miatt gyakran előfordul a regeneratív energia jelensége. Általánosságban elmondható, hogy a frekvenciaváltókban két leggyakrabban használt módszer létezik a regeneratív energia kezelésére: (1) elvezetik a kondenzátorral mesterségesen párhuzamosan kapcsolt "fékező ellenállásba" az egyenáramú áramlási útvonalon, ezt teljesítményfékező állapotnak nevezik; (2) Ha visszatáplálják az elektromos hálózatba, azt visszacsatoló fékező állapotnak (más néven regeneratív fékező állapotnak) nevezik. Az egyenáramú közös busz elve az AC-DC-AC frekvenciaátalakítási módszert alkalmazó univerzális frekvenciaátalakító eszközön alapul. Amikor a motor fékező állapotban van, a fékezési energiája visszatáplálódik az egyenáramú oldalra. A visszacsatoló fékezési energia jobb kezelése érdekében az emberek azt a módszert alkalmazzák, hogy az egyes frekvenciaátalakító eszközök egyenáramú oldalát összekapcsolják. Például, amikor az egyik frekvenciaváltó fékező üzemmódban, a másik pedig gyorsító üzemmódban van, az energiák kiegészíthetik egymást. Ez a cikk egy univerzális frekvenciaváltó használati sémáját javasolja vegyipari vállalatok centrifugáiban, közös egyenáramú sínnel, és részletezi annak további alkalmazását a centrifugák visszacsatoló egységében. Jelenleg többféleképpen is használható az egyenáramú közös sín: (1) Egy közös független egyenirányító egység lehet nem invertálható vagy invertálható. Az előbbi egy külső fékellenálláson keresztül fogyasztja az energiát, míg az utóbbi a felesleges energiát az egyenáramú sínről közvetlenül a hálózatba tudja visszavezetni, ami jobb energiamegtakarítási és környezetvédelmi jelentőséggel bír. A hátránya, hogy az ára magasabb, mint az előbbinek. (2) A nagy frekvenciaváltó egység a hálózatban lévő megosztott nagy frekvenciaváltó egyenáramú sínjéhez csatlakozik. A kis frekvenciaváltót nem kell a hálózathoz csatlakoztatni, így nincs szükség egyenirányító modulra. A nagy frekvenciaváltó külsőleg egy fékellenálláshoz csatlakozik. (3) Minden frekvenciaváltó egység a hálózathoz csatlakozik. Minden frekvenciaváltó egység egyenirányító és inverter áramkörökkel, valamint külső fékellenállásokkal van felszerelve, és az egyenáramú sínek össze vannak kötve. Ezt a helyzetet gyakran alkalmazzák, ha az egyes frekvenciaváltó egységek teljesítménye közel azonos. Szétszerelés után továbbra is függetlenül használhatók anélkül, hogy egymásra hatással lennének. Az ebben a cikkben bemutatott DC közös busz a harmadik módszer, amelynek jelentős előnyei vannak az első két módszerhez képest: a. A megosztott DC busz nagymértékben csökkentheti a fékezőegységek redundáns konfigurációját, egyszerű és ésszerű felépítésű, valamint gazdaságilag megbízható. b. A megosztott DC busz közbenső DC feszültsége állandó, és az egyesített kondenzátor nagy energiatároló kapacitással rendelkezik, ami csökkentheti az elektromos hálózat ingadozását.c. Minden motor különböző állapotokban működik, kiegészítő energia-visszacsatolással, optimalizálva a rendszer dinamikus jellemzőit. Az elektromos hálózatban lévő különböző frekvenciaváltók által generált különböző harmonikus interferenciák kiolthatják egymást, csökkentve az elektromos hálózat harmonikus torzítási arányát. 2. Változtatható frekvenciájú sebességszabályozó rendszer vázlata a felújítás előtt 2.1 Bevezetés a centrifuga vezérlőrendszerébe Összesen 12 centrifugát újítottak fel, és mindegyik vezérlőrendszer azonos. A frekvenciaváltó Emerson EV2000 sorozatú, 22 kW-os, állandó nyomatékú típusú, a visszacsatoló egységek pedig mind IPC-PF-1S visszacsatoló fékezőegységek. Minden vezérlőrendszer nyolc hasonló egységgel központosított. A rendszerdiagram az 1.2.2. ábrán látható. A fékezési működés elemzése fékezés közben Amikor a centrifuga fékez, a motor regeneratív fékezési állapotban van, és a rendszerben tárolt mechanikai energiát a motor elektromos energiává alakítja, amelyet az inverter hat szabadonfutó diódáján keresztül visszajuttat az inverter egyenáramú áramkörébe. Ekkor az inverter egyenirányított állapotban van. Ezen a ponton, ha a frekvenciaváltóban nem tesznek energiafogyasztási intézkedéseket, ez az energia a közbenső körben lévő energiatároló kondenzátor feszültségének emelkedését okozza. Ekkor a kondenzátor egyenáramú buszfeszültsége megemelkedik. Amikor eléri a 680 V-ot, a fékezőegység működni kezd, azaz a felesleges elektromos energiát visszatáplálja a hálózat oldalára. Ekkor egyetlen frekvenciaváltó egyenáramú buszfeszültsége 680 V alatt marad (mintegy 690 V), és a frekvenciaváltó nem jelez túlfeszültségi hibákat. Az egyetlen frekvenciaváltó fékezőegységének áramgörbéjét fékezés közben a 2. ábra mutatja, 3 perces fékezési idővel. A vizsgálóműszer a FLUKE 43B egyfázisú teljesítményminőség-analizátor, az elemző szoftver pedig a következő. Ebből látható, hogy minden fékezéskor a fékezőegységnek működnie kell, maximum 27 A árammal. A fékezőegység névleges árama 45 A. Nyilvánvaló, hogy a fékezőegység félterheléses állapotban van.3. Módosított frekvenciaátalakítási sebességszabályozó rendszer sémája3.1 Közös egyenáramú busz ártalmatlanítási módszereiA megosztott egyenáramú busz használatának egyik fontos szempontja a frekvenciaváltó vezérlésének, az átviteli hibáknak, a terhelési jellemzőknek és a bemeneti főáramkör karbantartásának teljes körű figyelembevétele bekapcsoláskor. A terv tartalmaz egy 3 fázisú bejövő vezetéket (ugyanazon fázis megtartásával), egy egyenáramú buszt, egy univerzális frekvenciaváltó csoportot, egy közös fékezőegységet vagy energia-visszacsatoló eszközt és néhány kiegészítő komponenst. Egy univerzális frekvenciaváltó esetében a 3. ábra az egyik széles körben használt megoldást mutatja. A harmadik átalakítási séma kiválasztása utáni főáramköri rendszer diagramja a 3. ábrán látható. A 3. ábrán látható Q1-Q4 légkapcsolók az egyes frekvenciaváltók bejövő vezetékének védőeszközei,A KM1-től KM4-ig pedig az egyes frekvenciaváltók bekapcsoló kontaktorai. A KMZ1-től KMZ3-ig párhuzamos kontaktorok az egyenáramú buszhoz. Az 1 és 2 darabos centrifugák közös fékezőegységet használnak és csoportot alkotnak, míg a 3 és 4 darabos centrifugák közös fékezőegységet használnak és csoportot alkotnak. Amikor a két csoport megfelelően működik, párhuzamosan kapcsolhatók. Ugyanakkor a helyszíni kezelők munkasorrendjén is alapul, ahol az 1 és 2 darabos centrifugák különböző időpontokban fékeznek, a 3 és 4 darabos centrifugák pedig különböző időpontokban. Normál üzem közben két centrifuga, az 1 és 3 darabos általában egy csoportban van, míg a 2 és 4 darabos egy csoportban. Négy centrifuga általában nem fékez egyszerre. A tényleges munkahelyek összetett környezete miatt az elektromos hálózat gyakran remeg, és magas rendű felharmonikusok lépnek fel. Használható a tápegység impedanciájának növelésére, valamint a közeli berendezések üzembe helyezésekor keletkező túlfeszültségek és feszültségcsúcsok elnyelésére, ezáltal végső soron fenntartva a frekvenciaváltó egyenirányító egyenirányító egységét. Minden frekvenciaváltó használhat egy bejövő fojtótekercset is, hogy hatékonyan megakadályozza, hogy ezek a tényezők befolyásolják a frekvenciaváltót. A projekt felújítása során, mivel az eredeti berendezés nem volt bejövő hálózati fojtótekercsekkel felszerelve, nem kerültek bejövő hálózati fojtótekercsek vagy más harmonikus vezérlőeszközök beépítésre. 3.2 Vezérlőrendszer sémája: A vezérlőáramkör a 4. ábrán látható. Miután a négy frekvenciaváltó be van kapcsolva, és mindegyik frekvenciaváltó üzemkész, a frekvenciaváltó hibarelé kimeneti csatlakozójának kimeneti opciója "frekvenciaváltó üzemkész" értékre van állítva. Csak akkor köthetők párhuzamosan a frekvenciaváltók, ha be vannak kapcsolva és normális állapotban vannak. Ha bármelyikük hibás, az egyenáramú busz kontaktor nem zár. A frekvenciaváltó hibareléjének TA és TC kimeneti csatlakozói normál esetben nyitott érintkezők. Bekapcsolás után a frekvenciaváltó „üzemkész”, és minden frekvenciaváltó TA és TC reléje zárva van, valamint az egyenáramú busz párhuzamos kontaktora sorban zárva van. Ellenkező esetben a kontaktor lekapcsolódik. 3.3 A terv jellemzői (1) Használjon komplett frekvenciaváltót ahelyett, hogy egyszerűen több invertert adna az egyenirányító hídhoz. (2) Nincs szükség külön egyenirányító hidakra, töltőegységekre, kondenzátorbankokra és inverterekre. (3) Minden frekvenciaváltó külön leválasztható az egyenáramú buszról anélkül, hogy ez más rendszereket befolyásolna. (4) A frekvenciaváltó egyenáramú közös buszcsatlakozását reteszelő kontaktorokkal vezérelje. (5) A láncvezérlés a frekvenciaváltó egyenáramú buszra lógó kondenzátoregységeinek védelmére szolgál. (6) A gyűjtősínre szerelt összes frekvenciaváltónak ugyanazt a háromfázisú tápegységet kell használnia.(7) Meghibásodás után gyorsan le kell választani a frekvenciaváltót az egyenáramú buszról, hogy tovább szűkítse a frekvenciaváltó hibájának hatókörét. 3.4 A frekvenciaváltó fő paraméterbeállításai Futtatás parancscsatorna kiválasztása F0.03=1, maximális üzemi frekvencia beállítva F0.05=50, gyorsítási idő beállítva F0.10=300, lassítási idő beállítva F0.11=300, hibarelé kimenet kiválasztása F7.12=15, AO1 kimeneti funkció F7.26=23.5, módosított tesztadatok. Leállításkor a bejövő feszültség: 3PH 380VAC, a buszfeszültség: 530VDC, a DC buszfeszültség: 650V. Amikor az egyik gép gyorsul, a buszfeszültség csökken, a másik pedig lassít. A DC buszfeszültség 540-670V között ingadozik, és a fékezőegység ilyenkor nem kapcsol be. A fékezőegység általában 680 V egyenfeszültségen működik, amint az az 5. ábrán látható a tesztelés és elemzés során.4. Energiatakarékossági elemzésAz ellenállásos energiafogyasztású fékezéshez képest a visszacsatoló fékezőegység energiatakarékos alkalmazás, de megköveteli, hogy minden frekvenciaváltót fékezőegységgel szereljenek fel, amikor fékezésre van szükség. Elkerülhetetlen, hogy több frekvenciaváltót több fékezőegységgel kell felszerelni, és a fékezőegység ára nem sokban különbözik a frekvenciaváltó árától, de a munkafolytonossági arány nem túl magas. A megosztott DC buszos frekvenciaváltó meghajtó széles körű alkalmazása centrifugákban hatékonyan megoldotta azt a problémát, hogy "az egyik nem tud eleget enni, a másik nem tud hányni", amikor az egyik frekvenciaváltó gyorsul, a másik fékez. Ez a megoldás csökkenti a fékezőegység ismétlődő beállítását, csökkenti a munkaciklusok számát, és csökkenti az elektromos hálózattal való interferenciák számát is, javítva az elektromos hálózat energiaminőségét. A berendezésekbe történő beruházások csökkentése, a berendezések kihasználtságának növelése, valamint a berendezések és az energia megtakarítása nagy jelentőséggel bír.A fékezőegység ára nem sokban különbözik a frekvenciaváltó áraitól, de a munkafolytonossági arány nem túl magas. A megosztott egyenáramú buszos frekvenciaváltó hajtás széles körű alkalmazása centrifugákban hatékonyan megoldotta az „egyik nem tud eleget enni, a másik nem tud hányni” problémát, amikor az egyik frekvenciaváltó gyorsul, a másik pedig fékez. Ez a megoldás csökkenti a fékezőegység ismétlődő beállítását, csökkenti a munkaciklusok számát, és csökkenti az elektromos hálózattal való interferenciák számát is, javítva az elektromos hálózat energiaminőségét. A berendezésekbe történő beruházások csökkentése, a berendezések kihasználtságának növelése, valamint a berendezések és az energia megtakarítása nagy jelentőséggel bír.A fékezőegység ára nem sokban különbözik a frekvenciaváltó áraitól, de a munkafolytonossági arány nem túl magas. A megosztott egyenáramú buszos frekvenciaváltó hajtás széles körű alkalmazása centrifugákban hatékonyan megoldotta az „egyik nem tud eleget enni, a másik nem tud hányni” problémát, amikor az egyik frekvenciaváltó gyorsul, a másik pedig fékez. Ez a megoldás csökkenti a fékezőegység ismétlődő beállítását, csökkenti a munkaciklusok számát, és csökkenti az elektromos hálózattal való interferenciák számát is, javítva az elektromos hálózat energiaminőségét. A berendezésekbe történő beruházások csökkentése, a berendezések kihasználtságának növelése, valamint a berendezések és az energia megtakarítása nagy jelentőséggel bír.