Поставщики оборудования для поддержки преобразователей частоты напоминают, что в системах регулирования скорости с преобразованием частоты, когда нагрузка двигателя представляет собой потенциальную энергетическую нагрузку, например, насосные установки нефтяных месторождений, горнодобывающие подъемники и т. д.; или большие инерционные нагрузки, такие как вентиляторы, цементные трубы, машины для динамической балансировки и т. д.; когда требуются быстрые тормозные нагрузки для сталелитейных заводов, больших портальных строгальных станков, шпинделей станков и т. д., двигатель неизбежно подвергается процессу генерации мощности. То есть ротор двигателя тянется внешними силами или собственный момент инерции нагрузки сохраняется, в результате чего фактическая скорость двигателя превышает синхронную выходную скорость преобразователя частоты. Электрическая энергия, вырабатываемая двигателем, будет накапливаться в фильтрующем конденсаторе шины постоянного тока преобразователя частоты. Если эта энергия не потребляется, напряжение шины постоянного тока быстро возрастает, влияя на нормальную работу преобразователя частоты.
Блок обратной связи по энергии, автоматически определяя напряжение на шине постоянного тока преобразователя частоты, преобразует постоянное напряжение звена постоянного тока преобразователя частоты в переменное напряжение с той же частотой и фазой, что и напряжение сети. Блок обратной связи по энергии преобразователя частоты подключается к сети переменного тока через несколько звеньев фильтрации помех, тем самым обеспечивая обратную связь по энергии с сетью. Блок обратной связи по энергии преобразователя частоты утверждает, что доля электроэнергии, возвращаемой в сеть, достигает более 97% от выработанной, что обеспечивает эффективную экономию электроэнергии.
Принцип действия и характеристики мощного блока обратной энергетической связи
1. Работает в режиме постоянного высокого напряжения (AC-DC-AC), основным коммутационным элементом схемы является IGBT. Высоковольтный инвертор Hivert YVF использует последовательное соединение силовых модулей и метод каскадного усиления.
2. Силовой блок использует IGBT для синхронного выпрямления, а контроллер синхронного выпрямления определяет входное напряжение сети блока в режиме реального времени. Изображение блока обратной связи по энергии преобразователя частоты используется для получения фазы входного напряжения сети с использованием технологии управления с фазовой автоподстройкой. Управляя разностью фаз между выпрямительным инвертором и напряжением сети, можно контролировать поток электроэнергии между сетью и силовым блоком. При инвертированной фазе силовой блок возвращает электрическую энергию в сеть, в то время как, наоборот, электрическая мощность поступает в силовой блок из сети. Величина электрической мощности прямо пропорциональна разности фаз. Величина и направление электрической мощности определяются напряжением блока. С точки зрения синхронного выпрямления, сторона выпрямления эквивалентна блоку обратной связи по энергии стабилизированного источника питания преобразователя частоты крана. Разность фаз между сетью и инвертором, соответствующая величине и направлению электрической мощности, формируется путем отклонения между напряжением блока и заданным значением блока посредством ПИД-регулирования.
Отладка старого химического оборудования с использованием обратной связи по энергии позволяет не только проверить недавно разработанный высокомощный блок обратной связи по энергии, но и провести испытания на старение изделий, изготовленных с использованием этого блока, при различных условиях нагрузки. Экспериментальный блок может быть подключен к нагрузке RL оборудования, испытываемого на старение, для проведения экспериментов по нагрузочной способности изделий. Это позволяет повысить стабильность и полноту эксплуатационных характеристик изделия.