Leverandører av frekvensomformerutstyr minner om at i det tradisjonelle frekvenskontrollsystemet som består av universelle frekvensomformere, asynkronmotorer og mekaniske belastninger, kan motoren være i en regenerativ kraftgenererende bremsetilstand når motorens bitenergibelastning utlades. Eller når motoren bremses fra høy hastighet til lav hastighet (inkludert stopp), kan frekvensen synke, men på grunn av motorens mekaniske treghet kan motoren være i en regenerativ kraftgenererende tilstand, og den lagrede mekaniske energien i transmisjonssystemet omdannes til elektrisitet av den elektriske motoren, som returneres til omformerens likestrømskrets gjennom omformerens seks kontinuerlige strømdioder.
Generelt sett finnes det to vanligste metoder for behandling av fornybar energi i frekvensomformere:
(1) «Bremsemotstand» parallelt med kondensatoren som er kunstig innstilt i likestrømskretsen, kalt dynamisk bremsetilstand;
(2), tilbake til nettet, kalles dette tilbakekoblingsbremsetilstand (også kjent som regenerativ bremsetilstand). Det finnes også en bremsemetode, det vil si likestrømsbremsing, som kan brukes i situasjoner som krever nøyaktig parkering eller uregelmessig rotasjon av motorbremsen før start på grunn av eksterne faktorer.
I bøker og publikasjoner har mange eksperter snakket om design og anvendelse av inverterbremsing, spesielt nylig har det vært mange artikler om "energitilbakekoblingsbremsing". I dag tilbyr forfatteren en ny type bremsemetode, som har fordelene med firekvadrantdrift av "tilbakekoblingsbremsing", høy driftseffektivitet, og har også fordelene med "energiforbruksbremsing" for nettet uten forurensning, høy pålitelighet.
Energibrems
Å bruke bremsemotstanden som er innstilt i likestrømskretsen til å absorbere motorens fornybare elektriske energi kalles energiforbruksbremsing.
Fordelene er enkel konstruksjon; ingen forurensning av nettet (sammenlignet med tilbakekobling), lave kostnader; Ulempen er lav driftseffektivitet, spesielt når hyppig bremsing vil forbruke mye energi og kapasiteten til bremsemotstanden vil øke.
Generelt sett har små frekvensomformere (under 22 kW) en innebygd bremseenhet i en frekvensomformer, og trenger bare å legge til bremsemotstand. Høyeffektsfrekvensomformere (over 22 kW) krever en ekstern bremseenhet og dermed bremsemotstand.
Tilbakekoblingsbrems
For å oppnå energitilbakekoblingsbremsing kreves spennings-, frekvens- og fasekontroll, tilbakekoblingsstrømkontroll og andre forhold. Det er bruk av aktiv reverseringsteknologi for å reversere den fornybare elektrisiteten til nettet med samme frekvens og fase av vekselstrøm tilbake til nettet, og dermed oppnå bremsing.
Fordelen med tilbakekoblingsbremsing er at den kan kjøre fire kvadranter, som vist i figur 3. Elektrisk energitilbakekobling forbedrer systemets effektivitet. Ulempene er:
(1) Denne tilbakekoblingsbremsemetoden kan kun brukes under stabil nettspenning som ikke er lett å svikte (nettspenningsfluktuasjoner er ikke større enn 10 %). Fordi nettspenningssvikttiden er større enn 2 ms når kraftgenereringsbremsen er i drift, kan det oppstå faseendringsfeil som kan skade enheten.
(2) I tilbakemeldingen er det harmonisk forurensning av nettet.
(3) Kompleks kontroll, høy kostnad.
Ny type bremsing (kapasitiv tilbakekoblingsbremsing)
Hovedkretsprinsipp
Likeretterdelen bruker en felles, ukontrollerbar likeretterbro for likerettering, filterkretsen bruker en felles elektrolyttkondensator, og forsinkelseskretsen bruker en kontaktor eller et kontrollerbart silisium. Lading, tilbakekoblingsruting av effektmodulen IGBT, lading, tilbakekoblingsmotstand L og stor elektrolyttkondensator C (kapasiteten er omtrent nullpunkter, kan bestemmes i henhold til operativsystemet der frekvensomformeren er plassert). Omformerdelen består av effektmodulen IGBT. Beskyttelseskretsen består av IGBT, effektmotstand.
(1) Driftsstatus for elektrisk motorkraftproduksjon
CPU-en overvåker inngangsspenningen νd i sanntid og bestemmer om det skal sendes et ladesignal til VT1. Når νd er høyere enn inngangsspenningen som tilsvarer likespenningsverdien (f.eks. 380VAC-530VDC) til en viss verdi, slår CPU-en av VT3. Gjennom pulsledning av VT1 starter ladeprosessen til elektrolyttkondensatoren C. På dette tidspunktet deles motstanden L inn i elektrolyttkondensatoren C, og sikrer dermed at elektrolyttkondensatoren C fungerer innenfor det sikre området.
(2) Elektrisk driftsstatus for elektrisk motor
Når CPU-en oppdager at systemet ikke lenger er ladet, leder den VT3-pulsen, slik at linjen på motstanden L blir en umiddelbar negativ venstre og høyre spenning (som vist på ikonet), pluss at spenningen på elektrolyttkondensatoren C kan oppnå prosessen med energitilbakekobling fra kondensatoren til likestrømskretsen. CPU-en styrer svitsjefrekvensen til VT3 og vakansforholdet ved å detektere spenningen og likestrømskretsspenningen på elektrolyttkondensatoren C, og kontrollerer dermed tilbakekoblingsstrømmen for å sikre at likestrømskretsspenningen νd ikke virker for høy.
Systemproblemer
(1) Valg av motstand
(a) Vi tar hensyn til særegenhetene ved arbeidsforholdene, forutsatt at systemet har en eller annen form for feil som fører til fri akselerasjon av lasten på borekronen i motoren, når motoren er i en tilstand av kraftgenererende drift,
Fornybar energi returneres til likestrømskretsen gjennom seks kontinuerlige strømdioder, noe som får νd til å stige, noe som raskt setter frekvensomformeren i en ladetilstand, hvor strømmen vil være stor. Så den valgte motstandstråddiameteren bør være stor nok til å føre strømmen gjennom på dette tidspunktet.
(b) i tilbakekoblingssløyfen, for å frigjøre så mye elektrisk energi som mulig fra elektrolyttkondensatoren før neste ladning, er det ikke mulig å velge en vanlig jernkjerne (silisiumstålplate). Det er derfor best å velge en jernkjerne laget av jernoksidmateriale. Se deretter på ovenstående vurdering av strømverdien, slik at du kan se hvor stor denne jernkjernen er. Jeg vet ikke om det finnes en så stor jernkjerne på markedet, og selv om det finnes en, vil prisen absolutt ikke være veldig lav.
Derfor foreslår jeg at lade- og tilbakekoblingskretser hver bruker en elektrisk motstand.
(2) Vanskeligheter med kontroll
(a) I likestrømskretsen til frekvensomformeren er spenningen νd generelt høyere enn 500 VDC, og motstandsspenningen til elektrolyttkondensatoren C er bare 400 VDC. Det kan sees at styringen av denne ladeprosessen ikke er som styringsmetoden for energibremsing (motstandsbremsing). Den transiente spenningen på motstanden reduseres til, den transiente ladespenningen til elektrolyttkondensatoren C er νc = νd-νL. For å sikre at elektrolyttkondensatoren fungerer innenfor sikkerhetsområdet (≤400 V), er det nødvendig å kontrollere spenningsfallet νL på motstanden effektivt, og spenningsfallet νL avhenger av mengden induktans og den umiddelbare endringen i strømmen.
(b) I tilbakekoblingsprosessen må den elektriske energien som frigjøres av elektrolyttkondensatoren C også forhindres i å forårsake for høy likespenning i motstanden, slik at systemet virker overspenningsbeskyttet.
Hovedapplikasjoner og applikasjonseksempler
Det er på grunn av fordelene med denne nye typen bremsing (kapasitiv tilbakekoblingsbremsing) av frekvensomformeren at mange brukere nylig har foreslått å utstyre dette systemet med egenskapene til utstyret sitt. På grunn av tekniske vanskeligheter er det ikke kjent om det finnes en slik bremsemetode i utlandet. For tiden har bare Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. byttet til denne nye typen gruveheisserie med kapasitiv tilbakekoblingsbremsing fra frekvensomformeren som brukte tilbakekoblingsbremsing tidligere (det er fortsatt 2 i normal drift). Så langt har denne kapasitive tilbakekoblingsbremsefrekvensomformeren fungert normalt i lang tid i Shandong Ningyang Security Coal Mine og Shanxi Taiyuan, og fylt dette gapet hjemme.
Med utvidelsen av feltet for frekvensomformerapplikasjoner, vil denne applikasjonsteknologien være svært lovende, spesielt for bruk i gruvehengere (bemannede eller lastende), skråbrønntrucker (enkelt- eller dobbeltsylindrede), løftemaskiner og andre industrier. Kort sagt, behovet for energitilbakemeldingsenheter kan utnyttes.