בהולכה חשמלית של מפעלים כימיים, השימוש בהנעת תדר משתנה עבור צנטריפוגות נפוץ מאוד. מסיבות שונות של התהליך וציוד ההנעה, מתרחשת לעתים קרובות תופעת האנרגיה המתחדשת. בממירי תדרים באופן כללי, ישנן שתי דרכים נפוצות ביותר לטפל באנרגיה מתחדשת: (1) פיזורה ל"נגד בלימה" המותקן באופן מלאכותי במקביל לקבל בנתיב זרימת DC, הנקרא מצב בלימת הספק; (2) אם היא מוזנת חזרה לרשת החשמל, זה נקרא מצב בלימת משוב (הידוע גם כמצב בלימה מתחדשת). עקרון אפיק DC משותף מבוסס על התקן המרת תדרים אוניברסלי המשתמש בשיטת המרת תדר AC-DC-AC. כאשר המנוע נמצא במצב בלימה, אנרגיית הבלימה שלו מוזנת חזרה לצד DC. על מנת להתמודד טוב יותר עם אנרגיית בלימת המשוב, אנשים אימצו את השיטה של ​​חיבור צד DC של כל התקן המרת תדר. לדוגמה, כאשר ממיר תדר אחד נמצא במצב בלימה וממיר תדר אחר נמצא במצב תאוצה, האנרגיה יכולה להשלים זה את זה. מאמר זה מציע תוכנית לשימוש בממיר תדרים אוניברסלי עם אפיק DC משותף בצנטריפוגות של מפעלים כימיים, ומפרט על יישומו הנוסף ביחידת המשוב של צנטריפוגות. כיום, ישנן מספר דרכים להשתמש באפיק DC משותף: (1) יחידת מיישר עצמאית משותפת יכולה להיות בלתי ניתנת להיפוך או בלתי הפיכה. הראשונה צורכת אנרגיה באמצעות נגד בלימה חיצוני, בעוד שהשנייה יכולה להחזיר אנרגיה עודפת באופן מלא מאפיק ה-DC ישירות לרשת החשמל, דבר שיש לו משמעות טובה יותר מבחינת חיסכון באנרגיה והגנת הסביבה. החיסרון הוא שהמחיר גבוה יותר מהראשונה. (2) יחידת המרת התדרים הגדולה מחוברת לאפיק ה-DC של ממיר התדרים הגדול המשותף ברשת החשמל. ממיר התדרים הקטן אינו צריך להיות מחובר לרשת החשמל, ולכן אין צורך במודול מיישר. ממיר התדרים הגדול מחובר חיצונית לנגד בלימה. (3) כל יחידת המרת תדר מחוברת לרשת החשמל. כל יחידת המרת תדר מצוידת במעגלי מיישר וממיר ובנגדי בלימה חיצוניים, וסרגלי האפיק של ה-DC מחוברים זה לזה. מצב זה משמש לעתים קרובות כאשר ההספק של כל יחידת המרת תדר קרוב. לאחר הפירוק, עדיין ניתן להשתמש בו באופן עצמאי מבלי להשפיע זה על זה. אפיק DC משותף המוצג במאמר זה היא השיטה השלישית, לה יתרונות משמעותיים בהשוואה לשתי השיטות הראשונות: א. אפיק DC משותף יכול להפחית במידה ניכרת את התצורה העודפת של יחידות בלימה, עם מבנה פשוט וסביר, והוא אמין כלכלית. ב. מתח DC הביניים של אפיק DC משותף הוא קבוע, ולקבל המשולב קיבולת אחסון אנרגיה גדולה, שיכולה להפחית תנודות ברשת החשמל.ג. כל מנוע פועל במצבים שונים, עם משוב אנרגטי משלים, הממטב את המאפיינים הדינמיים של המערכת. ד. ההפרעות ההרמוניות השונות הנוצרות על ידי ממירי תדר שונים ברשת החשמל יכולות לבטל זו את זו, ולהפחית את קצב העיוות ההרמוני של רשת החשמל. 2. סכמה למערכת ויסות מהירות תדר משתנה לפני שיפוץ. 2.1 מבוא למערכת בקרת צנטריפוגות. בסך הכל שופצו 12 צנטריפוגות, וכל מערכת בקרה זהה. ממיר התדר הוא מסדרת Emerson EV2000 22kW, מסוג מומנט קבוע, ויחידות המשוב הן כולן יחידות בלימת משוב IPC-PF-1S המופעלות. כל מערכות הבקרה מרוכזות עם שמונה יחידות דומות. דיאגרמת המערכת מוצגת באיור 1. כפי שמוצג באיור 1, כל ממיר תדר דורש יחידת בלימה משוב, ומערכות הבקרה שלהם עצמאיות לחלוטין. 2.2 ניתוח פעולת בלימה במהלך בלימה. כאשר הצנטריפוגה בולמת, המנוע יהיה במצב בלימה רגנרטיבית, והאנרגיה המכנית המאוחסנת במערכת תומר לאנרגיה חשמלית על ידי המנוע, אשר תישלח חזרה למעגל הישר של הממיר דרך שש דיודות הגלגל החופשי של הממיר. בשלב זה, הממיר נמצא במצב יישור. בשלב זה, אם לא יינקטו צעדי צריכת אנרגיה בממיר התדר, אנרגיה זו תגרום למתח של קבל אחסון האנרגיה במעגל הביניים לעלות. בשלב זה, מתח אפיק הישר של הקבל יעלה. כאשר הוא יגיע ל-680 וולט, יחידת הבלימה תתחיל לפעול, כלומר, תחזיר אנרגיה חשמלית עודפת לצד הרשת. בשלב זה, מתח אפיק הישר של ממיר תדר יחיד יישמר מתחת ל-680 וולט (כ-690 וולט), וממיר התדר לא ידווח על תקלות מתח יתר. עקומת הזרם של יחידת הבלימה של ממיר תדר יחיד במהלך בלימה מוצגת באיור 2, עם זמן בלימה של 3 דקות. מכשיר הבדיקה הוא מנתח איכות חשמל חד פאזי FLUKE 43B, ותוכנת הניתוח היא "FlukeView Power Quality Analyzer Version 3.10.1". איור 2 עקומת זרם של יחידת הבלימה במהלך פעולה מכאן ניתן לראות שבכל פעם שהבלם מופעל, יחידת הבלימה חייבת לפעול, עם זרם מרבי של 27A. הזרם המדורג של יחידת הבלימה הוא 45A. ברור שיחידת הבלימה נמצאת במצב עומס חצי. 3. סכימת מערכת ויסות מהירות המרת תדר שונה 3.1 שיטות סילוק עבור אפיק DC משותף היבט חשוב אחד של שימוש באפיק DC משותף הוא לשקול באופן מלא את בקרת ממיר התדר, תקלות תמסורת, מאפייני עומס ותחזוקת מעגל הקלט הראשי בעת ההפעלה. התוכנית כוללת קו כניסה תלת פאזי (השומר על אותה פאזה), אפיק DC, קבוצת ממיר תדרים אוניברסלית, יחידת בלימה משותפת או התקן משוב אנרגיה, וכמה רכיבים נלווים.עבור ממיר תדרים אוניברסלי, איור 3 מציג אחד מהפתרונות הנפוצים. דיאגרמת מערכת המעגלים הראשית לאחר בחירת סכמת הטרנספורמציה השלישית מוצגת באיור 3. מתגי האוויר Q1 עד Q4 באיור 3 הם התקני הגנה על קו הכניסה של כל ממיר תדר, ו-KM1 עד KM4 הם מגעני ההפעלה של כל ממיר תדר. KMZ1 עד KMZ3 הם מגענים מקבילים עבור אפיק DC. צנטריפוגות #1 ו-2 # חולקות יחידת בלימה ויוצרות קבוצה, בעוד ש-3 # ו-4 # צנטריפוגות חולקות יחידת בלימה ויוצרות קבוצה. כאשר שתי הקבוצות פועלות כראוי, ניתן לחבר אותן במקביל. יחד עם זאת, זה מבוסס גם על רצף העבודה של המפעילים באתר, כאשר צנטריפוגות #1 ו-2 # בולמות בזמנים שונים, ו-3 # ו-4 # צנטריפוגות בולמות בזמנים שונים. במהלך פעולה רגילה, שתי צנטריפוגות, #1 ו-3 #, מקובצות בדרך כלל יחד, בעוד ש-2 # ו-4 # מקובצות יחד. ארבע צנטריפוגות בדרך כלל אינן בולמות בו זמנית. בשל הסביבה המורכבת של אתרי עבודה בפועל, רשת החשמל רועדת לעתים קרובות ומתרחשות הרמוניות מסדר גבוה. ניתן להשתמש בו גם כדי להגביר את עכבת ספק הכוח ולסייע בספיגת מתח נחשולי מתח וקפיצות מתח של ספק הכוח הראשי הנוצרים כאשר ציוד סמוך מופעל, ובכך בסופו של דבר לשמור על יחידת היישור של ממיר התדר. כל ממיר תדר יכול גם להשתמש בכור כניסה כדי למנוע ביעילות את השפעת גורמים אלה על ממיר התדר. בשיפוץ פרויקט זה, עקב כך שהציוד המקורי לא צויד בכורי קו כניסה, לא צוירו כורי קו כניסה או התקני בקרת הרמוניות אחרים. איור 3: תרשים סכמטי של מערכת ממיר התדר ויחידת הבלימה שעברו שינוי.ניתן להשתמש בו גם כדי להגביר את עכבת ספק הכוח ולסייע בספיגת נחשולי מתח וקפיצות מתח של ספק הכוח הראשי הנוצרים כאשר ציוד סמוך מופעל, ובכך בסופו של דבר לשמור על יחידת היישור של ממיר התדר. כל ממיר תדר יכול גם להשתמש בכור כניסה כדי למנוע ביעילות את השפעת גורמים אלה על ממיר התדר. בשיפוץ פרויקט זה, עקב כך שהציוד המקורי לא צויד בכורים של קו כניסה, לא צוירו כורים של קו כניסה או התקני בקרה הרמוניים אחרים. איור 3: תרשים סכמטי של מערכת ממיר התדר ויחידת הבלימה שעברו שינוי.ניתן להשתמש בו גם כדי להגביר את עכבת ספק הכוח ולסייע בספיגת נחשולי מתח וקפיצות מתח של ספק הכוח הראשי הנוצרים כאשר ציוד סמוך מופעל, ובכך בסופו של דבר לשמור על יחידת היישור של ממיר התדר. כל ממיר תדר יכול גם להשתמש בכור כניסה כדי למנוע ביעילות את השפעת גורמים אלה על ממיר התדר. בשיפוץ פרויקט זה, עקב כך שהציוד המקורי לא צויד בכורים של קו כניסה, לא צוירו כורים של קו כניסה או התקני בקרה הרמוניים אחרים. איור 3: תרשים סכמטי של מערכת ממיר התדר ויחידת הבלימה שעברו שינוי.
3.2 סכימת מערכת הבקרה: מעגל הבקרה מוצג באיור 4. לאחר שארבעת ממירי התדר מופעלים וכל ממיר תדר מוכן לפעולה, אפשרות הפלט של מסוף הפלט של ממסר התקלה של ממיר התדר מוגדרת ל"ממיר תדר מוכן לפעולה". רק כאשר ממירי התדר מופעלים ובמצב תקין, ניתן לחבר אותם במקביל. אם יש תקלה באחד מהם, מגען אפיק DC לא ייסגר. מסופי הפלט TA ו-TC של ממסר התקלה של ממיר התדר הם מגעים פתוחים בדרך כלל. לאחר ההפעלה, ממיר התדר "מוכן לפעולה", וה-TA וה-TC של כל ממיר תדר סגורים, והמגען המקביל של אפיק DC נסגר ברצף. אחרת, המגען יתנתק. 3.3 מאפייני התוכנית (1) השתמש בממיר תדר שלם במקום פשוט להוסיף מספר ממירים לגשר המיישר. (2) אין צורך בגשרי מיישר נפרדים, יחידות טעינה, בנקי קבלים וממירים. (3) ניתן להפריד כל ממיר תדר בנפרד מאפיק ה-DC מבלי להשפיע על מערכות אחרות. (4) שלוט בחיבור האפיק המשותף של ה-DC של ממיר התדר באמצעות מגענים משתלבים. (5) בקרת שרשרת משמשת להגנה על יחידות הקבלים של ממיר התדר התלויות באפיק ה-DC. (6) כל ממירי התדר המותקנים על פס ה-plug חייבים להשתמש באותה ספק כוח תלת פאזי. (7) ניתוק מהיר של ממיר התדר מאפיק ה-DC לאחר תקלה כדי לצמצם עוד יותר את היקף התקלה בממיר התדר. 3.4 הגדרות פרמטרים עיקריות של ממיר התדר בחירת ערוץ פקודת הפעלת F0.03=1, תדר הפעלה מרבי מוגדר F0.05=50, זמן תאוצה מוגדר F0.10=300, זמן האטה מוגדר F0.11=300, בחירת פלט ממסר תקלה F7.12=15, פונקציית פלט AO1 F7.26=23.5, נתוני בדיקה שהשתנו. בעת עצירה, מתח נכנס: 3PH 380VAC, מתח אפיק: 530VDC, מתח אפיק DC: 650V. כאשר מכונה אחת מאיצה, מתח האפיק יורד, והמכונה השנייה מאטה. מתח אפיק ה-DC משתנה בין 540-670V, ויחידת הבלימה אינה נדלקת בשלב זה. מתח ה-DC שעליו יחידת הבלימה פועלת בדרך כלל הוא 680V, ​​כפי שמוצג באיור 5 לבדיקה וניתוח. איור 5 דיאגרמת ניטור של זרם עבודה של יחידת בלימה שהשתנתה 4, ניתוח חיסכון באנרגיה בהשוואה לבלימת צריכת אנרגיה בהתנגדות, יחידת בלימה משוב היא יישום חוסך אנרגיה, אך היא דורשת שכל ממיר תדר יהיה מצויד ביחידת בלימה כאשר נדרשת בלימה. בלתי נמנע שמספר ממירי תדר חייבים להיות מצוידים במספר יחידות בלימה, ומחיר יחידת הבלימה אינו שונה בהרבה מזה של ממיר התדר, אך קצב רציפות העבודה אינו גבוה במיוחד.היישום הנרחב של ממירי תדרים משותפים עם אפיק DC בצנטריפוגות פתר ביעילות את הבעיה של "אחד לא יכול לאכול מספיק והשני לא יכול להקיא" כאשר ממיר תדר אחד מאיץ והשני בולם. פתרון זה מפחית את החזרה על עצמה של יחידת הבלימה, מקטין את מספר מחזורי העבודה, וגם מפחית את מספר ההפרעות לרשת החשמל, ומשפר את איכות החשמל של רשת החשמל. להפחתת השקעות בציוד, להגדלת ניצול הציוד ולחסכון בציוד ובאנרגיה יש חשיבות רבה.5. סיכום: היישום הנרחב של ממירי תדרים אוניברסליים החולקים פסי אפיק DC פותר ביעילות את בעיית צריכת האנרגיה האסינכרונית ופרקי זמן המשוב, דבר בעל משמעות רבה להפחתת השקעות בציוד, להפחתת הפרעות לרשת ולשיפור ניצול הציוד.