V elektrických prenosoch chemických podnikov je použitie frekvenčných meničov pre odstredivky veľmi bežné. Z rôznych dôvodov súvisiacich s procesom a pohonným zariadením sa často vyskytuje jav regeneratívnej energie. Vo všeobecnosti sa v frekvenčných meničoch používajú dva najčastejšie používané spôsoby spracovania regeneratívnej energie: (1) jej rozptyľovanie do „brzdného odporu“ umelo zapojeného paralelne s kondenzátorom v dráhe toku jednosmerného prúdu, čo sa nazýva stav výkonového brzdenia; (2) ak sa privádza späť do elektrickej siete, nazýva sa to stav spätnoväzobného brzdenia (tiež známy ako stav regeneratívneho brzdenia). Princíp spoločnej zbernice jednosmerného prúdu je založený na univerzálnom zariadení na prevod frekvencie s použitím metódy konverzie frekvencie AC-DC-AC. Keď je motor v brzdnom stave, jeho brzdná energia sa privádza späť na stranu jednosmerného prúdu. Aby sa lepšie zvládla energia spätnoväzobného brzdenia, ľudia prijali metódu pripojenia strany jednosmerného prúdu každého zariadenia na prevod frekvencie. Napríklad, keď je jeden frekvenčný menič v režime brzdenia a druhý v režime zrýchlenia, energia sa môže navzájom dopĺňať. Tento článok navrhuje schému použitia univerzálneho frekvenčného meniča so spoločnou jednosmernou zbernicou v centrifúgach chemických podnikov a rozoberá jeho ďalšie využitie v spätnoväzbovej jednotke centrifúg. V súčasnosti existuje niekoľko spôsobov použitia spoločnej jednosmernej zbernice: (1) Spoločná nezávislá usmerňovacia jednotka môže byť neinvertovateľná alebo invertovateľná. Prvá spotrebúva energiu prostredníctvom externého brzdného odporu, zatiaľ čo druhá dokáže prebytočnú energiu plne spätne odvádzať zo zbernice jednosmerného prúdu priamo do elektrickej siete, čo má lepší význam z hľadiska úspory energie a ochrany životného prostredia. Nevýhodou je vyššia cena ako prvá. (2) Veľká frekvenčná meničová jednotka je pripojená k jednosmernej zbernici zdieľaného veľkého frekvenčného meniča v elektrickej sieti. Malý frekvenčný menič nemusí byť pripojený k elektrickej sieti, takže nie je potrebný usmerňovací modul. Veľký frekvenčný menič je externe pripojený k brzdnému odporu. (3) Každá frekvenčná meničová jednotka je pripojená k elektrickej sieti. Každá frekvenčná meničová jednotka je vybavená usmerňovacími a invertorovými obvodmi a externými brzdnými odpormi a jednosmerné zbernice sú prepojené. Táto situácia sa často používa, keď je výkon každej frekvenčnej meničovej jednotky blízky. Po demontáži sa dajú stále používať nezávisle bez toho, aby sa navzájom ovplyvňovali. Spoločná jednosmerná zbernica predstavená v tomto článku je treťou metódou, ktorá má v porovnaní s prvými dvoma metódami významné výhody: a. Zdieľaná jednosmerná zbernica môže výrazne znížiť redundantnú konfiguráciu brzdových jednotiek vďaka jednoduchej a rozumnej štruktúre a je ekonomicky spoľahlivá. b. Medziľahlé jednosmerné napätie zdieľanej jednosmernej zbernice je konštantné a kombinovaný kondenzátor má veľkú kapacitu na ukladanie energie, čo môže znížiť kolísanie v elektrickej sieti.c、 Každý motor pracuje v rôznych stavoch s doplnkovou energetickou spätnou väzbou, čo optimalizuje dynamické charakteristiky systému. d、 Rôzne harmonické rušenie generované rôznymi frekvenčnými meničmi v elektrickej sieti sa môže navzájom vyrušiť, čím sa znižuje miera harmonického skreslenia elektrickej siete. 2、 Schéma systému regulácie otáčok s premenlivou frekvenciou pred rekonštrukciou 2.1 Úvod do systému riadenia odstredivky Celkovo bolo zrekonštruovaných 12 odstrediviek a každý riadiaci systém je rovnaký. Frekvenčný menič je Emerson EV2000 série 22 kW, typu s konštantným krútiacim momentom a spätnoväzobné jednotky sú všetky napájané spätnoväzobnými brzdovými jednotkami IPC-PF-1S. Všetky riadiace systémy sú centralizované s ôsmimi podobnými jednotkami. Schéma systému je znázornená na obrázku 1. Ako je znázornené na obrázku 1, každý frekvenčný menič vyžaduje spätnoväzbovú brzdnú jednotku a ich príslušné riadiace systémy sú úplne nezávislé. 2.2 Analýza brzdenia počas brzdenia Keď odstredivka brzdí, motor bude v stave regeneratívneho brzdenia a mechanická energia uložená v systéme bude motorom premenená na elektrickú energiu, ktorá bude cez šesť voľnobežných diód meniča odoslaná späť do jednosmerného obvodu meniča. V tomto čase je menič v usmernenom stave. V tomto bode, ak sa vo frekvenčnom meniči neprijmú žiadne opatrenia na spotrebu energie, táto energia spôsobí zvýšenie napätia kondenzátora na akumuláciu energie v medziobvode. V tomto čase sa zvýši napätie jednosmernej zbernice kondenzátora. Keď dosiahne 680 V, brzdová jednotka začne pracovať, to znamená, že bude dodávať prebytočnú elektrickú energiu späť do siete. V tomto čase sa napätie jednosmernej zbernice jedného frekvenčného meniča udržiava pod 680 V (približne 690 V) a frekvenčný menič nebude hlásiť poruchy prepätia. Prúdová krivka brzdnej jednotky jedného frekvenčného meniča počas brzdenia je znázornená na obrázku 2 s časom brzdenia 3 minúty. Testovacím prístrojom je jednofázový analyzátor kvality energie FLUKE 43B a analytický softvér je „FlukeView Power Quality Analyzer verzia 3.10.1“. Obrázok 2 Prúdová krivka brzdnej jednotky počas prevádzky Z toho je zrejmé, že pri každom použití brzdy musí brzdná jednotka pracovať s maximálnym prúdom 27 A. Menovitý prúd brzdnej jednotky je 45 A. Brzdná jednotka je samozrejme v stave polovičného zaťaženia.3 Schéma upraveného systému regulácie rýchlosti frekvenčnej konverzie3.1 Metódy likvidácie pre spoločnú jednosmernú zbernicuJedným dôležitým aspektom používania spoločnej jednosmernej zbernice je plne zvážiť riadenie frekvenčného meniča, poruchy prenosu, charakteristiky zaťaženia a údržbu vstupného hlavného obvodu pri zapnutí. Plán zahŕňa 3-fázové vstupné vedenie (udržiavajúce rovnakú fázu), jednosmernú zbernicu, univerzálnu skupinu frekvenčných meničov, spoločnú brzdnú jednotku alebo zariadenie na spätnú väzbu energie a niektoré pomocné komponenty.Obrázok 3 znázorňuje jedno z bežne používaných riešení univerzálneho frekvenčného meniča. Schéma hlavného obvodu po výbere tretej transformačnej schémy je znázornená na obrázku 3. Vzduchové spínače Q1 až Q4 na obrázku 3 sú zariadenia na ochranu vstupného vedenia každého frekvenčného meniča a KM1 až KM4 sú stykače zapnutia každého frekvenčného meniča. KMZ1 až KMZ3 sú paralelné stykače pre jednosmernú zbernicu. Centrifúgy 1 a 2 zdieľajú brzdnú jednotku a tvoria skupinu, zatiaľ čo centrifúgy 3 a 4 zdieľajú brzdnú jednotku a tvoria skupinu. Keď obe skupiny fungujú správne, môžu byť zapojené paralelne. Zároveň je to založené aj na pracovnej postupnosti operátorov na mieste, pričom centrifúgy 1 a 2 brzdia v rôznych časoch a centrifúgy 3 a 4 brzdia v rôznych časoch. Počas normálnej prevádzky sú dve centrifúgy, 1 a 3, zvyčajne zoskupené, zatiaľ čo centrifúgy 2 a 4 sú zoskupené. Štyri centrifúgy zvyčajne nebrzdia súčasne. Vzhľadom na zložité prostredie skutočných pracovísk sa elektrická sieť často trasie a dochádza k vyšším harmonickým. Môže sa tiež použiť na zvýšenie impedancie napájacieho zdroja a pomôcť pri absorbovaní prepätia a napäťových špičiek hlavného napájacieho zdroja generovaných pri uvedení blízkych zariadení do prevádzky, čím sa v konečnom dôsledku udržiava usmerňovacia jednotka frekvenčného meniča. Každý frekvenčný menič môže tiež použiť vstupnú tlmivku, aby sa účinne zabránilo vplyvu týchto faktorov na frekvenčný menič. Pri rekonštrukcii tohto projektu neboli nakreslené žiadne vstupné tlmivky ani iné zariadenia na reguláciu harmonických, pretože pôvodné zariadenie nebolo vybavené vstupnými sieťovými tlmivkami. Obrázok 3 Schéma upraveného systému frekvenčného meniča a brzdovej jednotkyMôže sa tiež použiť na zvýšenie impedancie napájacieho zdroja a pomôcť absorbovať prepätie a napäťové špičky hlavného napájacieho zdroja generované pri uvedení blízkych zariadení do prevádzky, čím sa v konečnom dôsledku udržiava usmerňovacia jednotka frekvenčného meniča. Každý frekvenčný menič môže tiež použiť vstupnú tlmivku, aby sa účinne zabránilo vplyvu týchto faktorov na frekvenčný menič. Pri rekonštrukcii tohto projektu neboli nakreslené žiadne vstupné tlmivky ani iné zariadenia na reguláciu harmonických, pretože pôvodné zariadenie nebolo vybavené vstupnými tlmivkami. Obrázok 3 Schéma upraveného systému frekvenčného meniča a brzdovej jednotkyMôže sa tiež použiť na zvýšenie impedancie napájacieho zdroja a pomôcť absorbovať prepätie a napäťové špičky hlavného napájacieho zdroja generované pri uvedení blízkych zariadení do prevádzky, čím sa v konečnom dôsledku udržiava usmerňovacia jednotka frekvenčného meniča. Každý frekvenčný menič môže tiež použiť vstupnú tlmivku, aby sa účinne zabránilo vplyvu týchto faktorov na frekvenčný menič. Pri rekonštrukcii tohto projektu neboli nakreslené žiadne vstupné tlmivky ani iné zariadenia na reguláciu harmonických, pretože pôvodné zariadenie nebolo vybavené vstupnými tlmivkami. Obrázok 3 Schéma upraveného systému frekvenčného meniča a brzdovej jednotky
3.2 Schéma riadiaceho systému: Riadiaci obvod je znázornený na obrázku 4. Po zapnutí štyroch frekvenčných meničov a pripravenosti každého frekvenčného meniča na prevádzku sa výstupná možnosť relé poruchy frekvenčného meniča nastaví na „frekvenčný menič pripravený na prevádzku“. Frekvenčné meniče je možné zapojiť paralelne, iba ak sú zapnuté a v normálnom stave. Ak má ktorýkoľvek z nich poruchu, stykač jednosmernej zbernice sa nezapne. Výstupné svorky TA a TC relé poruchy frekvenčného meniča sú normálne otvorené kontakty. Po zapnutí je frekvenčný menič „pripravený na prevádzku“ a TA a TC každého frekvenčného meniča sú zatvorené a paralelný stykač jednosmernej zbernice sa postupne zapína. V opačnom prípade sa stýkač odpojí. 3.3 Charakteristiky plánu (1) Použite kompletný frekvenčný menič namiesto jednoduchého pridania viacerých meničov do usmerňovacieho mostíka. (2) Nie sú potrebné samostatné usmerňovacie mostíky, nabíjacie jednotky, kondenzátorové batérie a meniče. (3) Každý frekvenčný menič je možné samostatne oddeliť od jednosmernej zbernice bez ovplyvnenia ostatných systémov. (4) Riadenie pripojenia spoločnej jednosmernej zbernice frekvenčného meniča pomocou blokovacích stýkačov. (5) Reťazové riadenie sa používa na ochranu kondenzátorových jednotiek frekvenčného meniča zavesených na jednosmernej zbernici. (6) Všetky frekvenčné meniče namontované na zbernici musia používať rovnaký trojfázový zdroj napájania. (7) Po poruche rýchlo odpojte frekvenčný menič od jednosmernej zbernice, aby ste ešte viac zúžili rozsah poruchy frekvenčného meniča. 3.4 Nastavenia hlavných parametrov frekvenčného meniča Výber kanála príkazu Run F0.03=1, nastavená maximálna prevádzková frekvencia F0.05=50, nastavený čas zrýchlenia F0.10=300, nastavený čas spomalenia F0.11=300, výber výstupu poruchového relé F7.12=15, AO1 Výstupná funkcia F7.26=23.5, upravené testovacie údaje. Pri zastavení, vstupné napätie: 3PH 380VAC, napätie zbernice: 530VDC, napätie jednosmernej zbernice: 650V. Keď jeden stroj zrýchľuje, napätie zbernice klesá a druhý stroj spomaľuje. Napätie jednosmernej zbernice kolíše medzi 540-670V a brzdová jednotka sa v tomto čase nezapne. Jednosmerné napätie, s ktorým brzdová jednotka zvyčajne pracuje, je 680V, ​​ako je znázornené na obrázku 5 pre testovanie a analýzu. Obrázok 5 Monitorovací diagram pracovného prúdu upravenej brzdovej jednotky4, Analýza úspory energie V porovnaní s odporovým brzdením je spätnoväzbová brzdová jednotka aplikáciou šetriacou energiu, ale vyžaduje si, aby bol každý frekvenčný menič vybavený brzdovou jednotkou, keď je potrebné brzdenie. Je nevyhnutné, že niekoľko frekvenčných meničov musí byť vybavených niekoľkými brzdovými jednotkami a cena brzdovej jednotky sa veľmi nelíši od ceny frekvenčného meniča, ale miera kontinuity prevádzky nie je veľmi vysoká.Rozšírené používanie zdieľaných frekvenčných meničov jednosmernej zbernice v odstredivkách efektívne vyriešilo problém „jeden sa nemôže najesť a druhý sa nemôže vracať“, keď jeden frekvenčný menič zrýchľuje a druhý brzdí. Toto riešenie znižuje opakované nastavovanie brzdnej jednotky, znižuje počet pracovných cyklov a tiež znižuje počet rušení v elektrickej sieti, čím zlepšuje kvalitu energie v elektrickej sieti. Zníženie investícií do zariadení, zvýšenie využitia zariadení a úspora zariadení a energie majú veľký význam.5. Záver Rozšírené používanie univerzálnych frekvenčných meničov zdieľajúcich jednosmerné zbernice efektívne rieši problém asynchrónnej spotreby energie a časov spätnej väzby, čo má veľký význam pre zníženie investícií do zariadení, zníženie rušenia siete a zlepšenie využitia zariadení.