Pemasok peralatan pendukung konverter frekuensi mengingatkan Anda bahwa dalam sistem kontrol frekuensi tradisional yang terdiri dari konverter frekuensi universal, motor asinkron, dan beban mekanis, ketika beban energi bit yang digerakkan oleh motor dilepaskan, motor mungkin berada dalam status pengereman pembangkitan daya regeneratif; Atau ketika motor melambat dari kecepatan tinggi ke kecepatan rendah (termasuk berhenti), frekuensi dapat turun, tetapi karena inersia mekanis motor, motor mungkin berada dalam status pembangkitan daya regeneratif, dan energi mekanis yang tersimpan dalam sistem transmisi diubah menjadi listrik oleh motor listrik, yang dikembalikan ke sirkuit DC inverter melalui enam dioda arus kontinu inverter.
Secara umum konverter frekuensi, ada dua metode yang paling umum digunakan untuk memproses energi terbarukan:
(1) "Resistansi pengereman" secara paralel dengan kapasitor yang diatur secara artifisial di sirkuit DC, disebut keadaan pengereman dinamis;
(2), kembali ke grid, disebut kondisi pengereman umpan balik (juga dikenal sebagai kondisi pengereman regeneratif). Terdapat juga metode pengereman, yaitu pengereman DC, yang dapat digunakan dalam situasi yang membutuhkan parkir akurat atau rotasi rem motor yang tidak teratur sebelum memulai karena faktor eksternal.
Dalam buku dan publikasi, banyak pakar telah membahas desain dan penerapan pengereman inverter, terutama baru-baru ini banyak artikel tentang "pengereman umpan balik energi". Saat ini, penulis menawarkan metode pengereman jenis baru, yang memiliki keunggulan operasi "pengereman umpan balik" empat kuadran, efisiensi operasi yang tinggi, dan juga keunggulan "pengereman konsumsi energi" untuk jaringan tanpa polusi, serta keandalan yang tinggi.
Rem Energi
Menggunakan resistansi pengereman yang ditetapkan dalam sirkuit DC untuk menyerap energi listrik terbarukan dari motor disebut pengereman konsumsi energi.
Keuntungannya adalah konstruksi sederhana; Tidak ada polusi pada jaringan (dibandingkan dengan umpan balik), biaya rendah; Kerugiannya adalah efisiensi operasi rendah, terutama ketika pengereman sering akan menghabiskan banyak energi dan kapasitas hambatan pengereman akan meningkat.
Umumnya, pada konverter frekuensi umum, konverter frekuensi daya rendah (di bawah 22 kW) memiliki unit rem bawaan, sehingga hanya perlu menambahkan resistansi rem. Konverter frekuensi daya tinggi (di atas 22 kW) memerlukan unit rem eksternal dan resistansi rem.
Rem Umpan Balik
Untuk mencapai pengereman umpan balik energi, diperlukan kontrol tegangan, frekuensi, dan fase, kontrol arus umpan balik, serta kondisi lainnya. Teknologi pembalikan aktif digunakan untuk membalikkan listrik terbarukan ke jaringan dengan frekuensi dan fase daya AC yang sama kembali ke jaringan, sehingga tercapai pengereman.
Keuntungan pengereman umpan balik adalah dapat beroperasi di empat kuadran, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Umpan balik energi listrik meningkatkan efisiensi sistem. Kekurangannya antara lain:
(1) Metode pengereman umpan balik ini hanya dapat digunakan pada tegangan jaringan yang stabil dan tidak mudah rusak (fluktuasi tegangan jaringan tidak lebih dari 10%). Karena ketika rem pembangkit listrik beroperasi, waktu kegagalan tegangan jaringan lebih dari 2 ms, dapat terjadi kegagalan perubahan fasa dan kerusakan perangkat.
(2) Pada umpan balik, terdapat polusi harmonik pada jaringan.
(3) Kontrol kompleks, biaya tinggi.
Jenis pengereman baru (pengereman umpan balik kapasitif)
Prinsip sirkuit utama
Bagian rektifikasi menggunakan jembatan rektifikasi umum yang tidak terkendali, rangkaian filter menggunakan kapasitor elektrolit umum, dan rangkaian tunda menggunakan kontaktor atau silikon terkendali. Modul daya pengisian dan umpan balik IGBT, resistor pengisian dan umpan balik L, dan kapasitor elektrolit besar C (kapasitasnya sekitar nol, dapat ditentukan berdasarkan sistem operasi tempat konverter frekuensi berada). Bagian inverter terdiri dari modul daya IGBT. Rangkaian proteksi terdiri dari IGBT dan resistor daya.
(1) Status operasi pembangkit tenaga motor listrik
CPU memantau tegangan AC input dan tegangan sirkuit DC νd secara real-time, memutuskan apakah akan mengirim sinyal pengisian daya ke VT1, setelah νd lebih tinggi dari tegangan AC input yang sesuai dengan nilai tegangan DC (misalnya 380VAC-530VDC) ke nilai tertentu, CPU mematikan VT3, melalui konduksi pulsa VT1 untuk mencapai proses pengisian daya kapasitor elektrolit C. Pada saat ini, resistor L dibagi menjadi kapasitor elektrolit C, sehingga memastikan bahwa kapasitor elektrolit C bekerja dalam kisaran aman.
(2) Status operasi listrik motor listrik
Ketika CPU mendeteksi bahwa sistem tidak lagi terisi daya, ia akan mengirimkan pulsa VT3, sehingga garis pada resistor L menjadi tegangan negatif sesaat di kiri dan kanan (seperti yang ditunjukkan pada ikon). Selain itu, tegangan pada kapasitor elektrolit C dapat mencapai proses umpan balik energi dari kapasitor ke sirkuit DC. CPU mengontrol frekuensi switching VT3 dan rasio kekosongan dengan mendeteksi tegangan dan tegangan sirkuit DC pada kapasitor elektrolit C, sehingga mengendalikan arus umpan balik untuk memastikan tegangan sirkuit DC νd tidak terlalu tinggi.
Kesulitan sistem
(1) Pemilihan resistor
(a) Kami memperhitungkan kekhasan kondisi kerja, dengan asumsi bahwa sistem memiliki beberapa jenis kegagalan, yang menyebabkan percepatan bebas beban bit yang terdapat di motor, ketika motor dalam keadaan operasi pembangkitan daya,
Energi terbarukan dikembalikan ke sirkuit DC melalui enam dioda arus kontinu, menyebabkan νd meningkat, yang dengan cepat membuat konverter frekuensi berada dalam kondisi pengisian daya, yang pada saat itu arus akan besar. Oleh karena itu, diameter kawat resistor yang dipilih harus cukup besar untuk mengalirkan arus pada saat ini.
(b), dalam loop umpan balik, untuk membuat kapasitor elektrolit sebelum pengisian berikutnya melepaskan energi listrik sebanyak mungkin, pilihan inti besi biasa (pelat baja silikon) tidak dapat mencapai tujuan, yang terbaik adalah memilih inti besi yang terbuat dari bahan oksida besi, dan kemudian melihat pertimbangan di atas dari nilai saat ini sangat besar, Anda dapat melihat seberapa besar inti besi ini, saya tidak tahu apakah ada inti besi sebesar itu di pasaran, bahkan jika ada, harganya pasti tidak akan sangat rendah.
Oleh karena itu, saya sarankan agar rangkaian pengisian dan umpan balik masing-masing menggunakan resistor listrik.
(2) Kesulitan dalam pengendalian
(a) Pada rangkaian DC konverter frekuensi, tegangan νd umumnya lebih tinggi dari 500VDC, dan tegangan resistansi kapasitor elektrolit C hanya 400VDC. Terlihat bahwa pengendalian proses pengisian ini tidak seperti metode pengendalian pengereman energi (resistansi pengereman). Tegangan transien pada resistor dikurangi menjadi, tegangan pengisian transien kapasitor elektrolit C adalah νc = νd-νL, untuk memastikan kapasitor elektrolit bekerja dalam rentang aman (≤400V), penurunan tegangan νL pada resistor perlu dikontrol secara efektif, dan penurunan tegangan νL bergantung pada besarnya induktansi dan laju perubahan arus sesaat.
(b) Pada proses umpan balik, energi listrik yang dilepaskan oleh kapasitor elektrolit C juga harus dicegah agar tidak menimbulkan tegangan rangkaian DC yang berlebihan melalui resistor, sehingga sistem muncul proteksi tegangan lebih.
Aplikasi Utama dan Contoh Aplikasi
Karena keunggulan jenis pengereman baru (pengereman umpan balik kapasitif) dari konverter frekuensi ini, akhir-akhir ini banyak pengguna yang mengusulkan untuk melengkapi sistem ini dengan karakteristik peralatan mereka. Karena kesulitan teknisnya, belum diketahui apakah metode pengereman semacam itu tersedia di luar negeri. Saat ini, hanya Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. yang telah beralih ke seri elevator tambang jenis baru pengereman umpan balik kapasitif ini dari konverter frekuensi yang sebelumnya menggunakan pengereman umpan balik (masih ada 2 yang beroperasi normal). Sejauh ini, konverter frekuensi pengereman umpan balik kapasitif ini telah beroperasi normal sejak lama di Tambang Batubara Keamanan Ningyang Shandong dan Shanxi Taiyuan, mengisi celah ini di dalam negeri.
Dengan meluasnya bidang aplikasi konverter frekuensi, teknologi aplikasi ini akan sangat menjanjikan, khususnya, terutama digunakan dalam sangkar gantung tambang (berawak atau memuat), truk tambang sumur bevel (silinder tunggal atau ganda), mesin pengangkat, dan industri lainnya. Singkatnya, kebutuhan akan perangkat umpan balik energi dapat dimanfaatkan.