I elektrisk overføring i kjemiske bedrifter er bruk av variabel frekvensdrift for sentrifuger svært vanlig. På grunn av ulike årsaker knyttet til prosessen og drivutstyret forekommer ofte fenomenet regenerativ energi. Generelt finnes det to vanligste måter å håndtere regenerativ energi på i frekvensomformere: (1) å avlede den til "bremsemotstanden" som er kunstig satt parallelt med kondensatoren i likestrømsstrømmen, som kalles effektbremsetilstand; (2) Hvis den mates tilbake til strømnettet, kalles det tilbakekoblingsbremsetilstand (også kjent som regenerativ bremsetilstand). Prinsippet for DC-fellesbuss er basert på den universelle frekvensomformingsenheten som bruker AC-DC-AC-frekvensomformingsmetoden. Når motoren er i bremsetilstand, mates bremseenergien tilbake til likestrømsiden. For å bedre håndtere tilbakekoblingsbremseenergien har folk tatt i bruk metoden med å koble likestrømsiden av hver frekvensomformingsenhet. For eksempel, når én frekvensomformer er i bremsemodus og en annen frekvensomformer er i akselerasjonsmodus, kan energien komplementere hverandre. Denne artikkelen foreslår en metode for bruk av en universalfrekvensomformer med en felles DC-buss i sentrifuger i kjemiske bedrifter, og utdyper dens videre anvendelse i tilbakekoblingsenheten til sentrifuger. For tiden finnes det flere måter å bruke DC-fellesbuss på: (1) En felles uavhengig likeretterenhet kan være ikke-inverterbar eller inverterbar. Førstnevnte forbruker energi gjennom en ekstern bremsemotstand, mens sistnevnte kan tilbakekoble overflødig energi fra DC-bussen direkte til strømnettet, noe som har bedre energisparing og miljøvern. Ulempen er at prisen er høyere enn førstnevnte. (2) Den store frekvensomformerenheten er koblet til DC-bussen til den delte store frekvensomformeren i strømnettet. Den lille frekvensomformeren trenger ikke å være koblet til strømnettet, så det er ikke behov for en likerettermodul. Den store frekvensomformeren er eksternt koblet til en bremsemotstand. (3) Hver frekvensomformerenhet er koblet til strømnettet. Hver frekvensomformerenhet er utstyrt med likeretter- og inverterkretser og eksterne bremsemotstander, og DC-samleskinnene er sammenkoblet. Denne situasjonen brukes ofte når strømmen til hver frekvensomformerenhet er nær. Etter demontering kan den fortsatt brukes uavhengig uten å påvirke hverandre. DC-fellesbussen som introduseres i denne artikkelen er den tredje metoden, som har betydelige fordeler sammenlignet med de to første metodene: a. Delt DC-buss kan i stor grad redusere redundant konfigurasjon av bremseenheter, med en enkel og rimelig struktur, og er økonomisk pålitelig. b. Mellomspenningen til den delte DC-bussen er konstant, og den kombinerte kondensatoren har en stor energilagringskapasitet, noe som kan redusere svingninger i strømnettet.c. Hver motor opererer i forskjellige tilstander, med komplementær energitilbakemelding, noe som optimaliserer systemets dynamiske egenskaper. d. De forskjellige harmoniske interferensene som genereres av forskjellige frekvensomformere i strømnettet, kan kansellere hverandre ut og redusere den harmoniske forvrengningsraten i strømnettet. 2. Skjema for variabel frekvenshastighetsreguleringssystem før renovering 2.1 Introduksjon til sentrifugekontrollsystem Det er totalt 12 sentrifuger som har blitt renovert, og hvert kontrollsystem er det samme. Frekvensomformeren er Emerson EV2000-serien 22 kW, konstant dreiemomenttype, og tilbakemeldingsenhetene er alle drevne IPC-PF-1S tilbakemeldingsbremseenheter. Alle kontrollsystemer er sentralisert med åtte like enheter. Systemdiagrammet er vist i figur 1. Som vist i figur 1 krever hver frekvensomformer en tilbakekoblingsbremseenhet, og deres respektive kontrollsystemer er helt uavhengige. 2.2 Analyse av bremsedrift under bremsing Når sentrifugen bremser, vil motoren være i en regenerativ bremsetilstand, og den mekaniske energien som er lagret i systemet vil bli konvertert til elektrisk energi av motoren, som vil bli sendt tilbake til likestrømskretsen til omformeren gjennom de seks friløpsdiodene til omformeren. På dette tidspunktet er omformeren i en likerettet tilstand. Hvis det ikke tas noen energiforbrukstiltak i frekvensomformeren på dette tidspunktet, vil denne energien føre til at spenningen til energilagringskondensatoren i mellomkretsen stiger. På dette tidspunktet vil DC-busspenningen til kondensatoren stige. Når den når 680 V, vil bremseenheten begynne å virke, det vil si å mate tilbake overflødig elektrisk energi til nettsiden. På dette tidspunktet vil DC-busspenningen til en enkelt frekvensomformer holdes under 680 V (rundt 690 V), og frekvensomformeren vil ikke rapportere overspenningsfeil. Strømkurven for bremseenheten til en enkelt frekvensomformer under bremsing er vist i figur 2, med en bremsetid på 3 minutter. Testinstrumentet er FLUKE 43B enfaset strømkvalitetsanalysator, og analyseprogramvaren er "FlukeView Power Quality Analyzer versjon 3.10.1". Figur 2 Strømkurve for bremseenheten under drift Fra dette kan man se at hver gang bremsen aktiveres, må bremseenheten fungere, med en maksimal strøm på 27 A. Nominell strøm til bremseenheten er 45 A. Bremseenheten er åpenbart i halvlasttilstand. 3. Modifisert frekvensomformingshastighetsreguleringssystemskjema 3.1 Avhendingsmetoder for felles DC-buss Et viktig aspekt ved bruk av en delt DC-buss er å fullt ut vurdere kontrollen av frekvensomformeren, overføringsfeil, lastegenskaper og vedlikehold av inngangshovedkretsen ved påslåing. Planen inkluderer en 3-faset innkommende linje (som opprettholder samme fase), en DC-buss, en universell frekvensomformergruppe, en felles bremseenhet eller energitilbakemeldingsenhet og noen tilleggskomponenter.For en universalfrekvensomformer viser figur 3 en av de mest brukte løsningene. Hovedkretsdiagrammet etter valg av det tredje transformasjonsskjemaet er vist i figur 3. Luftbryterne Q1 til Q4 i figur 3 er innkommende linjevernenheter for hver frekvensomformer, og KM1 til KM4 er strømkontaktorene for hver frekvensomformer. KMZ1 til KMZ3 er parallelle kontaktorer for DC-bussen. 1 # og 2 # sentrifuger deler en bremseenhet og danner en gruppe, mens 3 # og 4 # sentrifuger deler en bremseenhet og danner en gruppe. Når begge gruppene fungerer som de skal, kan de kobles parallelt. Samtidig er det også basert på arbeidssekvensen til operatørene på stedet, med 1 # og 2 # sentrifuger som bremser til forskjellige tider, og 3 # og 4 # sentrifuger som bremser til forskjellige tider. Under normal drift er to sentrifuger, 1 # og 3 #, vanligvis gruppert sammen, mens 2 # og 4 # er gruppert sammen. Fire sentrifuger bremser vanligvis ikke samtidig. På grunn av det komplekse miljøet på faktiske arbeidsplasser, rister strømnettet ofte, og det oppstår harmoniske oversvingninger av høy orden. Det kan også brukes til å øke impedansen til strømforsyningen og bidra til å absorbere overspenninger og spenningstopper i hovedstrømforsyningen som genereres når utstyr i nærheten settes i drift, og dermed opprettholde likeretterenheten til frekvensomformeren. Hver frekvensomformer kan også bruke en innkommende reaktor for effektivt å forhindre at disse faktorene påvirker frekvensomformeren. I renoveringen av dette prosjektet ble det ikke tegnet noen innkommende reaktorer eller andre harmoniske kontrollenheter fordi det originale utstyret ikke var utstyrt med innkommende linjereaktorer. Figur 3 Skjematisk diagram av det modifiserte frekvensomformer- og bremsesystemet.Den kan også brukes til å øke impedansen til strømforsyningen og bidra til å absorbere overspenninger og spenningstopper fra hovedstrømforsyningen som genereres når utstyr i nærheten settes i drift, og dermed opprettholde likeretterenheten til frekvensomformeren. Hver frekvensomformer kan også bruke en innkommende reaktor for effektivt å forhindre at disse faktorene påvirker frekvensomformeren. I renoveringen av dette prosjektet ble det ikke tegnet innkommende reaktorer eller andre harmoniske kontrollenheter fordi det originale utstyret ikke var utstyrt med innkommende linjereaktorer. Figur 3 Skjematisk diagram av det modifiserte frekvensomformer- og bremsesystemet.Den kan også brukes til å øke impedansen til strømforsyningen og bidra til å absorbere overspenninger og spenningstopper fra hovedstrømforsyningen som genereres når utstyr i nærheten settes i drift, og dermed opprettholde likeretterenheten til frekvensomformeren. Hver frekvensomformer kan også bruke en innkommende reaktor for effektivt å forhindre at disse faktorene påvirker frekvensomformeren. I renoveringen av dette prosjektet ble det ikke tegnet innkommende reaktorer eller andre harmoniske kontrollenheter fordi det originale utstyret ikke var utstyrt med innkommende linjereaktorer. Figur 3 Skjematisk diagram av det modifiserte frekvensomformer- og bremsesystemet.
3.2 Kontrollsystemskjema: Kontrollkretsen er vist i figur 4. Etter at de fire frekvensomformerne er slått på og hver frekvensomformer er klar til drift, settes utgangsalternativet til frekvensomformerens feilreléutgangsterminal til "frekvensomformer klar til drift". Først når frekvensomformerne er slått på og normale, kan de kobles parallelt. Hvis noen av dem har en feil, vil ikke DC-busskontaktoren lukkes. Utgangsterminalene TA og TC på frekvensomformerens feilrelé er normalt åpne kontakter. Etter at strømmen er slått på, er frekvensomformeren "klar til drift", og TA og TC på hver frekvensomformer er lukket, og DC-bussparallellkontaktoren lukkes i rekkefølge. Ellers vil kontaktoren koble fra.3.3 Planens egenskaper(1) Bruk en komplett frekvensomformer i stedet for bare å legge til flere omformere til likeretterbroen.(2) Det er ikke behov for separate likeretterbroer, ladeenheter, kondensatorbanker og omformere.(3) Hver frekvensomformer kan skilles separat fra DC-bussen uten å påvirke andre systemer.(4) Kontroller DC-fellesbusstilkoblingen til frekvensomformeren gjennom sammenkoblede kontaktorer.(5) Kjedekontroll brukes til å beskytte kondensatorenhetene til frekvensomformeren som henger på DC-bussen.(6) Alle frekvensomformere montert på samleskinnen må bruke samme trefasestrømforsyning.(7) Koble frekvensomformeren raskt fra DC-bussen etter en funksjonsfeil for å ytterligere begrense omfanget av frekvensomformerfeilen.3.4 Hovedparameterinnstillinger for frekvensomformeren Kjør kommandokanalvalg F0.03=1, maksimal driftsfrekvens satt F0.05=50, akselerasjonstid satt F0.10=300, retardasjonstid satt F0.11=300, valg av feilreléutgang F7.12=15, AO1 utgangsfunksjon F7.26=23.5, modifiserte testdata. Ved stopp, innkommende spenning: 3PH 380VAC, busspenning: 530VDC, DC busspenning: 650V. Når én maskin akselererer, synker busspenningen, og den andre maskinen bremser. DC busspenningen svinger mellom 540-670V, og bremseenheten slår seg ikke på på dette tidspunktet. DC-spenningen som bremseenheten vanligvis fungerer på er 680V, ​​som vist i figur 5 for testing og analyse. Figur 5 Overvåkingsdiagram for arbeidsstrøm til modifisert bremseenhet 4, Energisparingsanalyse Sammenlignet med motstandsenergiforbruksbremsing er tilbakekoblingsbremseenheten en energisparende applikasjon, men den krever at hver frekvensomformer er utstyrt med en bremseenhet når bremsing er nødvendig. Det er uunngåelig at flere frekvensomformere må utstyres med flere bremseenheter, og prisen på bremseenheten er ikke mye forskjellig fra prisen på frekvensomformeren, men arbeidskontinuitetshastigheten er ikke veldig høy.Den utbredte bruken av delt DC-bussfrekvensomformerdrift i sentrifuger har effektivt løst problemet med at "den ene ikke kan spise nok og den andre ikke kan kaste opp" når den ene frekvensomformeren akselererer og den andre bremser. Denne løsningen reduserer den repeterende stillingen av bremseenheten, senker antall arbeidssykluser og reduserer også antall forstyrrelser i strømnettet, noe som forbedrer strømkvaliteten til strømnettet. Å redusere utstyrsinvesteringer, øke utstyrsutnyttelsen og spare utstyr og energi er av stor betydning.5. Konklusjon Den utbredte bruken av universelle frekvensomformere som deler DC-samleskinner løser effektivt problemet med asynkront energiforbruk og tilbakekoblingstidsperioder, noe som er av stor betydning for å redusere utstyrsinvesteringer, redusere nettforstyrrelser og forbedre utstyrsutnyttelsen.