Az energia-visszacsatoló eszközök szállítói emlékeztetnek arra, hogy az elektromos energiaátvitel összetett jellemzői miatt az elektromos motorok gyakran előre és hátra is működnek, gyakran túlterheléses üzemmódban és folyamatos váltással az elektromos és a fékezés között; Biztonságuk és megbízhatóságuk is kulcsfontosságú. A váltakozó áramú motorok frekvenciaátalakítási technológiája egyre kifinomultabbá vált, és a frekvenciaváltók használata az aszinkron váltakozó áramú motorok fordulatszám-szabályozásában a legfontosabb energiatakarékos technológiává vált a motorfordulatszám-szabályozásban.
A kommunikációs sebességszabályozás az állórész feszültségszabályozásos sebességszabályozásától, a tekercses rotor soros pólusszámszabályozásán és az elektromágneses csúszókuplungos sebességszabályozáson át az 1970-es évek változó frekvenciájú sebességszabályozásáig fejlődött, és számos technológia elérte a gyakorlati szakaszt. Az AC sebességszabályozás növekvő megbízhatóságával és alacsonyabb árával az DC sebességszabályozás felváltása elkerülhetetlen trenddé vált.
1. Frekvenciaváltó és energiatakarékosság
When regulating speed below the fundamental frequency of asynchronous motors, a control method with constant voltage frequency ratio and stator voltage drop compensation is usually adopted; If the speed is adjusted above the fundamental frequency, the control method of constant voltage and variable frequency is usually adopted. By combining the above two situations, the variable voltage and variable frequency speed control characteristics of asynchronous motors can be obtained. Corresponding to the DIT algorithm, according to the principle of symmetry, if x (n) is decomposed into two groups in the time domain, then in the frequency domain, X (k) will form odd even sampling groups, forming another commonly used FFT structure called the frequency-domain sampling FFT (DIF-FFT) algorithm. As it was first proposed by Sande and Turky, it is also commonly known as the Sande Turky algorithm.
The braking circuit in a universal frequency converter is designed to meet the braking needs of asynchronous motors. In the variable frequency drive system, in order to slow down and stop the asynchronous motor, the method of gradually reducing the output frequency of the universal frequency converter can be used to reduce the synchronous speed of the asynchronous motor, thereby achieving the purpose of slowing down the motor. During the deceleration process of the asynchronous motor, due to the synchronous speed being lower than the actual speed of the asynchronous motor, the phase of the rotor current will be reversed, causing the asynchronous motor to generate braking torque, that is, in a regenerative braking state. For large and medium capacity universal frequency converters, in order to save energy, a power regeneration unit is generally used to feed back the above energy to the power supply. For small capacity universal frequency converters, a braking circuit is usually used to consume the energy feedback from the asynchronous motor in the braking circuit. In engineering, the treatment of regenerative braking energy generally includes methods such as storage, feedback to the power grid, and resistance discharge, depending on the capacity and application scenarios of general frequency converters.
2. Application of Variable Frequency Speed Control Technology in Electrical Automation Control
2.1. Characteristics of Variable Frequency Speed Control
All Cyclone II devices use 300mm wafers and are manufactured based on TSMC 90nm, low-K processes to ensure high speed and low cost. Due to the use of minimized silicon regions, the Cyclone II series devices can support complex digital systems with only one chip, at a cost equivalent to a dedicated integrated circuit. High performance universal frequency converters have several hardware structures to meet different engineering needs: independent frequency converters, common DC bus frequency converters, and frequency converters with energy feedback units. Independent frequency converter is a type of frequency converter that places the rectifier unit and inverter unit in a single casing. It is currently the most widely used frequency converter and generally only drives one electric motor, used for general industrial loads. The configuration method used is a combination of JTAG and AS, so the configuration circuit must meet both AS and JTAG configuration requirements. The configuration chip adopts EPCS1. According to the specific connection method and pin characteristics of the configuration method mentioned above. When driving loads such as elevators, lifts, and reversible rolling mills with high-performance universal frequency converters, four quadrant operation is required, so an energy feedback unit must be configured. The function of the energy feedback unit is to feed back the regenerative energy generated during the braking of the electric motor to the power grid.
2.2. Application of Variable Frequency Speed Control Technology in Industrial Electrical Automation Control
(1) Adaptive motor model unit. The function of the adaptive motor model unit is to automatically identify the basic parameters of the motor by detecting the voltage and current input to the motor. This motor model is a key unit of direct torque control. For most industrial applications, if the speed control accuracy is greater than 0.5%, closed-loop speed feedback can be used.
(2) Torque comparator and magnetic flux comparator. The function of this type of comparator is to compare the feedback value with its reference value every 20ms, and output the state of torque or magnetic field by using a two-point hysteresis regulator.
(3) Impulzusoptimalizáló választó. Kiválasztottuk a Cyclone II EP2C5Q208C8 chipet az információk feldolgozásához, majd megterveztük az OFDM moduláció jelforrásának FPGA implementációját. Írtunk egy öt modulból álló áramkört, amely főként konstelláció-leképezésű FFT-t valósított meg. Ciklikus előtag, puffermodul és D/A funkciók beillesztésével megterveztük az OFDM jelforrást, és szimuláltuk és ellenőriztük az egyes modulok funkcióit. Végül elkészült az OFDM jelforrás, beleértve a szoftveres szimulációt és az FPGA hardveres ellenőrzést. Az elektrolitkondenzátorok kapacitásának jelentős változékonysága miatt egyenlőtlen feszültségeket tapasztalnak. Ezért minden kondenzátorhoz párhuzamosan egy azonos ellenállású feszültségkiegyenlítő ellenállást csatlakoztatunk, hogy kiküszöböljük a változékonyság hatását. Annak érdekében, hogy megakadályozzuk a kondenzátoron átfolyó töltési áram (lökőáram) kiégését az egyenirányító áramkörben, és egyéb hatásokat okozzon a tápellátás bekapcsolásakor, a tároló áramkörbe a túláram elnyomására szolgáló intézkedéseket is beépítettük.
Az energiatakarékosság és a fogyasztás csökkentése fontos eszközök a termelési költségek csökkentésére, a költségcsökkentés pedig hatékony eszköz a termék versenyképességének növelésére. Ezen funkcionális modulok hozzáadása mellett a tervezési folyamat során folyamatosan optimalizálni kell a kész tervet, tovább kell javítani a teljesítményt és meg kell takarítani az erőforrásokat, hogy a teljes rendszer egyetlen FPGA chipen belül legyen, jelentős energiamegtakarítási hatásokat lehessen elérni, és javítani lehessen a folyamatfeltételeket.