Leveranciers van energiefeedbackapparaten voor frequentieomvormers herinneren u eraan dat in traditionele frequentieregelsystemen, bestaande uit frequentieomvormers, asynchrone motoren en mechanische belastingen, de motor in een regeneratieve remtoestand kan komen wanneer de potentiële belasting die door de motor wordt overgedragen, wordt verlaagd. Of wanneer de motor vertraagt van hoge snelheid naar lage snelheid (inclusief parkeren), kan de frequentie plotseling afnemen, maar door de mechanische traagheid van de motor in een regeneratieve stroomopwekkingstoestand komen. Er zijn twee methoden om de regeneratieve energie van de frequentieomvormer te verwerken: de eerste is de weerstandsenergieontladingsmethode; de tweede is de omgekeerde feedbackmethode. De omgekeerde feedbackmethode is een "dubbele PWM"-structuur die bestaat uit volledig gecontroleerde schakelelementen, maar de hoge kosten beperken de brede toepassing ervan. Hieronder vindt u een introductie tot een nieuwe feedbackmethode voor het regenereren van energie in een frequentieomvormer.
Werkingsprincipe van energiefeedback
De terugkoppeling van regeneratieve energie bestaat uit het terugvoeren van de geaccumuleerde elektrische energie aan beide uiteinden van de filtercondensator, gegenereerd door de motor in de regeneratieve remstand, naar het elektriciteitsnet. Als terugkoppelingscircuit moet aan twee voorwaarden worden voldaan:
(1) Wanneer de frequentieomvormer normaal werkt, werkt het terugkoppelingsapparaat niet. Het terugkoppelingsapparaat werkt alleen wanneer de DC-busspanning hoger is dan een bepaalde waarde. Wanneer de DC-busspanning weer normaal wordt, moet het terugkoppelingsapparaat tijdig worden uitgeschakeld, anders wordt het gelijkrichtercircuit extra belast.
(2) De feedbackstroom van de omvormer moet regelbaar zijn.
Omvormersectie
V1-V6 thyristors vormen een driefasenbruginvertercircuit. Thyristors hebben de voordelen van lage kosten, eenvoudige bediening, betrouwbare werking en volwassen technologie. Thyristors zijn echter semi-gestuurde componenten en het invertercircuit, bestaande uit thyristors, moet ervoor zorgen dat de minimale inverterhoek groter is dan 30°, anders is er gemakkelijk sprake van een inverterstoring, waardoor de normale spanning van de DC-bus hoger wordt dan de inverterspanning. Het invertercircuit, bestaande uit thyristors, kan de inverter starten door een triggerpuls af te geven, maar kan de inverter niet stoppen door de triggerpuls te annuleren. Als de triggerpuls tijdens de inversie wordt geannuleerd, zal dit ernstige gevolgen hebben. Daarom is het noodzakelijk om de DC-schakeling te onderbreken om de inverter te stoppen.
De functie van VT is tweeledig: ten eerste regelt hij het starten of stoppen van het invertercircuit. Wanneer VT is ingeschakeld, wordt de gelijkspanning op de inverterbrug gezet om de inverter te starten; wanneer VT is uitgeschakeld, wordt het DC-circuit onderbroken en stopt de inverter (op dat moment is de triggerpuls optioneel). De normale spanning van de DC-bus is ongeveer 600 V DC (rekening houdend met een fluctuatie van ± 10% in de netspanning). De start/stop-tijd van de inverter is afhankelijk van de grootte van de DC-busspanning en maakt gebruik van hystereseregeling. Wanneer de DC-busspanning hoger is dan 1,2 × 600 V, start de inverter en wanneer deze lager is dan 1,1 × 600 V, schakelt de inverter uit. Een andere functie van VT is het regelen van de grootte van de inverterstroom.
Regeling van de omvormerstroom
Bij het omkeren worden de DC-busspanning en de inverterspanning parallel geschakeld met dezelfde polariteit, waarbij de busspanning hoger is dan de inverterspanning. Inductantie L wordt gebruikt om het spanningsverschil te compenseren. De VT-regeling kan gebruikmaken van de PWM-stroomhysteresemethode, en hier wordt de stroomhysteresemethode gebruikt.
Wanneer iL < I Α L-IL, geleidt VT; De gelijkspanning wordt aangelegd op de inductor L en de inverterbrug, waardoor een stroom in pad ① ontstaat, en de stroom iL begint te stijgen; Wanneer iL boven I3 L+IL stijgt, wordt VT uitgeschakeld en blijft de inductor door diode D stromen. De stroom iL begint af te nemen. Wanneer iL daalt tot I3 L-IL, geleidt VT weer en begint iL weer te stijgen. Door de aan/uit-veranderingen van VT wordt de inverterstroom iL op een ingestelde waarde I3 gehouden, en ongeacht hoe de piekwaarde van de inverterspanning verandert, kan de inductantie L, dankzij het gebruik van hoogfrequente schakelregeling, zeer laag worden gehouden.
Samengevat moet de geleiding van VT aan twee voorwaarden tegelijk voldoen: (1) de DC-spanning Uc is hoger dan de ingestelde bovengrens voor de spanning; (2) wanneer de omvormerstroom iL lager is dan de ingestelde ondergrens voor de stroom.
Bij het uitschakelen van VT moet aan een van de volgende twee voorwaarden worden voldaan: (1) de DC-spanning Uc is lager dan de ingestelde spanningsondergrens; (2) wanneer de omvormerstroom iL de ingestelde bovengrens overschrijdt.
Om frequente VT-schakeling te voorkomen, wordt hystereseregeling gebruikt voor spanning Uc en stroom iL, waarbij de lusbreedte het verschil is tussen de ingestelde boven- en ondergrens.
Berekening van de inductie
Om de berekening te vereenvoudigen en de momentane variatie van de omvormerspanning Vd Β, die als een constante grootheid wordt beschouwd, te negeren, kan de volgende vergelijking worden verkregen: L diL dt=Uc Ud Β Het oplossen van de vergelijking levert op t1=2ILL Uc Ud Β, waarbij IL - stroomhysteresebreedte;
Uc - gelijkspanning; Ud Β - gemiddelde waarde van de omvormerspanning.
In het t2-interval wordt VT uitgeschakeld en blijft de spanning door D stromen.
De volgende vergelijking is: L diL dt = - Ud Β. Oplossing: t2 = 2ILL Ud Β. Hakperiode: T = t1 + t2 = 2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β). Hakfrequentie: f = Ud Β (Uc Ud Β). IILLUc inductantie: L = Ud Β (Uc Ud Β). 2ILUCf. De bovenstaande vergelijking geeft aan dat wanneer f erg hoog is, L erg klein is. Dit verschilt van typische thyristorinvertercircuits. De bovenstaande formule kan worden gebruikt als basis voor het selecteren van de inductantie.
Berekening van de ontladingsstroom van een condensator
Alleen wanneer VT geleidend is, kan er een ontlaadstroom uit de condensator vloeien. De gemiddelde waarde van de ontlaadstroom is dus: Ic = t1 TI 3 L. Substitueer bovenstaande formule in de formule voor de chopping cycle, dan is het resultaat: Ic = Ud Β Uc I 3 L