Dobavitelji podporne opreme za frekvenčne pretvornike vas opominjajo, da je v tradicionalnem sistemu frekvenčnega krmiljenja, ki ga sestavljajo univerzalni frekvenčni pretvorniki, asinhroni motorji in mehanske obremenitve, ko se bitna energijska obremenitev, ki jo poganja motor, sprosti, motor lahko v stanju regenerativnega zaviranja; ali pa, ko se motor upočasni z visoke hitrosti na nizko hitrost (vključno z ustavljanjem), lahko frekvenca pade, vendar je zaradi mehanske vztrajnosti motorja lahko motor v stanju regenerativnega zaviranja, shranjena mehanska energija v prenosnem sistemu pa se s strani elektromotorja pretvori v elektriko, ki se preko šestih diod za neprekinjeni tok pretvornika vrne v enosmerni tokokrog pretvornika.
Pri frekvenčnih pretvornikih se na splošno najpogosteje uporabljata dve metodi obdelave obnovljive energije:
(1) "Zavorni upor" vzporedno s kondenzatorjem, umetno nastavljenim v enosmernem tokokrogu, se imenuje stanje dinamičnega zaviranja;
(2) da se vrne v omrežje, se to imenuje stanje povratnega zaviranja (znano tudi kot stanje regenerativnega zaviranja). Obstaja tudi metoda zaviranja, to je zaviranje z enosmernim tokom, ki se lahko uporablja v situacijah, ki zahtevajo natančno parkiranje ali nepravilno vrtenje motorne zavore pred zagonom zaradi zunanjih dejavnikov.
V knjigah in publikacijah so mnogi strokovnjaki govorili o zasnovi in uporabi inverterskega zaviranja, zlasti v zadnjem času je bilo objavljenih veliko člankov o "zaviranju z energijsko povratno zanko". Danes avtor ponuja novo vrsto metode zaviranja, ki ima prednosti štirikvadrantnega delovanja "zaviranja z povratno zanko", visoke obratovalne učinkovitosti in ima tudi prednosti "zaviranja s porabo energije" za omrežje brez onesnaževanja in visoke zanesljivosti.
Energijska zavora
Uporaba zavornega upora, nastavljenega v enosmernem tokokrogu, za absorpcijo obnovljive električne energije motorja se imenuje zaviranje s porabo energije.
Njegove prednosti so preprosta konstrukcija; brez onesnaževanja omrežja (v primerjavi z povratno zanko), nizki stroški; slabost je nizka obratovalna učinkovitost, zlasti kadar pogosto zaviranje porabi veliko energije in se poveča zmogljivost zavornega upora.
Na splošno imajo frekvenčni pretvorniki z majhno močjo (pod 22 kW) vgrajeno zavorno enoto, ki jo je treba le dodati zavorni upor. Frekvenčni pretvorniki z veliko močjo (nad 22 kW) potrebujejo zunanjo zavorno enoto in zavorni upor.
Zavora s povratno zavoro
Za dosego zaviranja z energijsko povratno zanko je potrebno krmiljenje napetosti, frekvence in faze, krmiljenje povratnega toka in drugi pogoji. Gre za uporabo tehnologije aktivnega reverziranja, ki obnovljivo električno energijo z enako frekvenco in fazo vrača nazaj v omrežje, s čimer se doseže zaviranje.
Prednost povratnega zaviranja je, da lahko deluje v štirih kvadrantih, kot je prikazano na sliki 3, povratna zanka z električno energijo pa izboljša učinkovitost sistema. Njegove slabosti so:
(1) Ta metoda zaviranja z povratno zanko se lahko uporablja le pri stabilni omrežni napetosti, ki ne povzroča enostavnih izpadov (nihanje omrežne napetosti ni večje od 10 %). Ker je čas izpada omrežne napetosti daljši od 2 ms, ko deluje zavora za proizvodnjo energije, lahko pride do fazne spremembe in poškodbe naprave.
(2) V povratni zanki je prisotno harmonično onesnaženje omrežja.
(3) Kompleksen nadzor, visoki stroški.
Nova vrsta zaviranja (kapacitivno povratno zaviranje)
Načelo glavnega vezja
Usmerjevalni del uporablja skupni nekrmiljeni usmerjevalni mostiček za usmerjanje, filtrirno vezje uporablja skupni elektrolitski kondenzator, zakasnilno vezje pa kontaktor ali krmiljeni silicijev dioksid. Polnilni, povratno usmerjeni napajalni modul IGBT, polnilni, povratno usmerjeni upor L in velik elektrolitski kondenzator C (kapaciteta je približno nič točk, kar je mogoče določiti glede na operacijski sistem, v katerem se nahaja frekvenčni pretvornik). Razsmerniški del je sestavljen iz napajalnega modula IGBT. Zaščitno vezje je sestavljeno iz IGBT in napajalnega upora.
(1) Stanje delovanja elektromotorja za proizvodnjo energije
CPU v realnem času spremlja vhodno izmenično napetost in napetost enosmernega tokokroga νd ter se odloči, ali bo poslal polnilni signal na VT1. Ko je νd višja od vhodne izmenične napetosti, ki ustreza vrednosti enosmerne napetosti (npr. 380VAC-530VDC), CPU izklopi VT3 in s pomočjo impulznega prevajanja VT1 doseže proces polnjenja elektrolitskega kondenzatorja C. V tem času se upor L razdeli na elektrolitski kondenzator C, kar zagotavlja, da elektrolitski kondenzator C deluje v varnem območju.
(2) Stanje električnega delovanja elektromotorja
Ko CPU zazna, da sistem ni več napolnjen, izvede impulz VT3, tako da linija na uporu L postane takojšnja negativna napetost levo in desno (kot je prikazano na ikoni), napetost na elektrolitskem kondenzatorju C pa lahko doseže proces povratne zanke energije iz kondenzatorja v enosmerni tokokrog. CPU nadzoruje preklopno frekvenco VT3 in razmerje prostih delovnih mest z zaznavanjem napetosti in napetosti enosmernega tokokroga na elektrolitskem kondenzatorju C, s čimer nadzoruje povratni tok, da zagotovi, da napetost enosmernega tokokroga νd ni previsoka.
Težave s sistemom
(1) Izbira upora
(a) Upoštevamo posebnosti delovnih pogojev, ob predpostavki, da ima sistem neko vrsto okvare, ki vodi do prostega pospeševanja obremenitve svedra, ki je v motorju, ko je motor v stanju proizvodnje energije,
Obnovljiva energija se vrača v enosmerni tokokrog skozi šest diod za neprekinjen tok, kar povzroči dvig νd in hitro preklopi frekvenčni pretvornik v stanje polnjenja, pri čemer bo tok velik. Zato mora biti izbrani premer uporovne žice dovolj velik, da bo v tem času prepuščal tok.
(b) v povratni zanki, da bi elektrolitski kondenzator pred naslednjim polnjenjem sprostil čim več električne energije, izbira navadnega železnega jedra (silicijeva jeklena plošča) ne doseže tega namena, najbolje je izbrati železno jedro iz železovega oksida, nato pa poglejte zgornjo preučitev trenutne vrednosti, ki je tako velika, lahko vidite, kako veliko je to železno jedro, ne vem, ali je na trgu tako veliko železno jedro, tudi če obstaja, njegova cena zagotovo ne bo zelo nizka.
Zato predlagam, da polnilni in povratni tokokrogi uporabljajo električni upor.
(2) Težave pri nadzoru
(a) V enosmernem tokokrogu frekvenčnega pretvornika je napetost νd običajno višja od 500 VDC, upornost elektrolitskega kondenzatorja C pa je le 400 VDC. Vidimo lahko, da krmiljenje tega procesa polnjenja ni podobno metodi krmiljenja energijskega zaviranja (uporovnega zaviranja). Njegova prehodna napetost na uporu se zmanjša na νc = νd-νL, prehodna polnilna napetost elektrolitskega kondenzatorja C pa je νc = νd-νL. Da bi zagotovili delovanje elektrolitskega kondenzatorja v varnostnem območju (≤400 V), je treba učinkovito krmiliti padec napetosti νL na uporu, ki je odvisen od količine induktivnosti in trenutne hitrosti spremembe toka.
(b) V procesu povratne zanke je treba preprečiti tudi, da bi električna energija, ki jo sprosti elektrolitski kondenzator C, povzročila prekomerno napetost enosmernega tokokroga skozi upor, tako da se sistem pojavi kot zaščita pred prenapetostjo.
Glavne aplikacije in primeri aplikacij
Zaradi prednosti te nove vrste zaviranja (kapacitivnega zaviranja s povratno zanko) frekvenčnega pretvornika so v zadnjem času mnogi uporabniki predlagali, da bi ta sistem opremili z značilnostmi svoje opreme. Zaradi tehničnih težav ni znano, ali takšna metoda zaviranja obstaja tudi v tujini. Trenutno je le podjetje Shandong Fengguan Electronics Co., Ltd. prešlo na to novo vrsto kapacitivnega zaviranja s povratno zanko za rudniška dvigala s frekvenčnega pretvornika, ki je v preteklosti uporabljal zaviranje s povratno zanko (še vedno normalno delujeta dva). Do sedaj ta frekvenčni pretvornik s kapacitivnim zaviranjem s povratno zanko že dolgo normalno deluje v premogovniku Shandong Ningyang Security Coal Mine in Shanxi Taiyuan ter zapolnjuje to vrzel doma.
Z razširitvijo področja uporabe frekvenčnih pretvornikov bo ta aplikacijska tehnologija zelo obetavna, predvsem pa se bo uporabljala v rudniških visečih kletkah (z osebjem ali nakladalnih), rudarskih tovornjakih s poševnimi vrtinami (enojnih ali dvojnih valjnih), dvižnih strojih in drugih panogah. Skratka, lahko se uporabijo naprave za povratno zanko z energijo.