Leverandører av energitilbakekoblingsenheter for frekvensomformere minner om at i tradisjonelle frekvenskontrollsystemer som består av frekvensomformere, asynkronmotorer og mekaniske belastninger, kan motoren være i en regenerativ bremsetilstand når den potensielle belastningen som overføres av motoren senkes. Eller når motoren bremses fra høy hastighet til lav hastighet (inkludert parkering), kan frekvensen plutselig synke, men på grunn av motorens mekaniske treghet kan den være i en regenerativ kraftgenereringstilstand. Det finnes to metoder for å håndtere den regenerative energien til frekvensomformeren: den ene er motstandsenergiutladningsmetoden. En annen metode er den inverse tilbakekoblingsmetoden. Den inverse tilbakekoblingsmetoden er en "dobbel PWM"-struktur som består av fullt kontrollerte bryterelementer, men den høye kostnaden begrenser den utbredte bruken. Nedenfor er en introduksjon til en ny tilbakekoblingsmetode for å regenerere energi i en frekvensomformer.
Arbeidsprinsipp for energitilbakemelding
Tilbakekoblingen av regenerativ energi skal mate tilbake den akkumulerte elektriske energien i begge ender av filterkondensatoren som genereres av motoren i regenerativ bremsetilstand til strømnettet. Som en tilbakekoblingskrets må to betingelser være oppfylt:
(1) Når frekvensomformeren fungerer normalt, fungerer ikke tilbakekoblingsenheten. Tilbakekoblingsenheten fungerer bare når DC-busspenningen er høyere enn en viss verdi. Når DC-busspenningen faller tilbake til normal, bør tilbakekoblingsenheten slås av i tide, ellers vil det øke belastningen på likeretterkretsen.
(2) Omformerens tilbakekoblingsstrøm skal være kontrollerbar.
Inverterseksjon
V1-V6-tyristorer danner en trefase-broinverterkrets. Tyristorer har fordelene med lav kostnad, enkel kontroll, pålitelig drift og moden teknologi. Men tyristorer er semi-kontrollerte komponenter, og inverterkretsen som består av tyristorer må sørge for at minimum invertervinkel er større enn 30 °, ellers er det lett å forårsake inverterfeil, men dette gjør at den normale spenningen på DC-bussen blir høyere enn inverterspenningen. Inverterkretsen som består av tyristorer kan starte inverteren ved å sende ut en triggerpuls, men kan ikke stoppe inverteren ved å avbryte triggerpulsen. Hvis triggerpulsen avbrytes under inversjon, vil det føre til alvorlige konsekvenser av inversjonsfeil. Derfor er det nødvendig å bruke metoden for å kutte av DC-kretsen for å stoppe inverteren.
VT har to funksjoner: den ene er å kontrollere start eller stopp av inverterkretsen. Når VT er slått på, påføres likespenningen på inverterbroen for å starte inverteren. Når VT er slått av, kuttes likespenningen og inverteren stopper (på dette tidspunktet er triggerpulsen valgfri). Den normale spenningen til DC-bussen er omtrent 600 V DC (med tanke på en svingning på ± 10 % i nettspenningen). Inverterens start- og stoppfunksjon avhenger av størrelsen på DC-bussens spenning og bruker hysteresekontroll. Når DC-bussens spenning er høyere enn 1,2 × 600 V, startes inverteren, og når den er lavere enn 1,1 × 600 V, slås inverteren av. En annen funksjon til VT er å kontrollere størrelsen på inverterstrømmen.
Kontroll av omformerstrøm
Ved reversering er DC-busspenningen og inverterspenningen koblet parallelt med samme polaritet, og busspenningen er høyere enn inverterspenningen. Induktansen L brukes til å balansere spenningsforskjellen. VT-kontrollen kan bruke PWM-strømhysteresekontrollmetoden, og strømhysteresemetoden brukes her.
Når iL < IΑ L-IL, leder VT; Likestrømsspenningen påføres induktoren L og inverterbroen, og danner en strøm i bane 1, og strømmen iL begynner å stige; Når iL stiger over I3 L+IL, slås VT av og induktoren fortsetter å flyte gjennom diode D. Strømmen iL begynner å avta. Når iL faller til I3 L-IL, leder VT igjen, og iL begynner å stige igjen. Ved av/på-endringene av VT opprettholdes inverterstrømmen iL på en innstilt verdi I3, og uavhengig av hvordan toppverdien til inverterspenningen endres, kan induktansen L holdes svært liten på grunn av bruk av høyfrekvent bryterkontroll.
Oppsummert bør ledningsevnen til VT oppfylle to betingelser samtidig: (1) likespenningen Uc er høyere enn den innstilte øvre spenningsgrensen; (2) når omformerstrømmen iL er mindre enn den innstilte nedre strømgrensen.
Avstengningen av VT bør oppfylle én av følgende to betingelser: (1) DC-spenningen Uc er lavere enn den innstilte nedre spenningsgrensen; (2) Når omformerstrømmen iL overstiger den innstilte øvre grensen.
For å unngå hyppig VT-svitsjing brukes hysteresekontroll for spenning Uc og strøm iL, og sløyfebredden er forskjellen mellom de innstilte øvre og nedre grensene.
Beregning av induktans
For å forenkle beregningen og ignorere den øyeblikkelige variasjonen av inverterspenningen Vd Β, som regnes som en konstant størrelse, kan følgende ligning oppnås: L diL dt = Uc Ud Β Løsning av ligningen gir t1 = 2ILL Uc Ud Β, hvor IL - strømhysteresebredde;
Uc - DC spenning; Ud Β - gjennomsnittlig verdi av omformerspenning.
I t2-intervallet er VT slått av, og spenningen fortsetter å flyte gjennom D.
Følgende ligning er: L diL dt=- Ud Β Løsning: t2=2ILL Ud Β Hakkingsperiode: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Hakkingsfrekvens: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc-induktans: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Ligningen ovenfor indikerer at når f er veldig høy, er L veldig liten. Dette er forskjellig fra typiske tyristorinverterkretser. Formelen ovenfor kan brukes som grunnlag for valg av induktans.
Beregning av kondensatorutladningsstrøm
Bare når VT leder, kan det flyte en utladningsstrøm ut av kondensatoren. Derfor er gjennomsnittsverdien av utladningsstrømmen: Ic=t1 TI 3 L. Ved å sette inn formelen ovenfor i formelen for hakkesyklusen, blir resultatet: Ic=Ud Β Uc I 3 L