Pri prenosu električne energije v kemičnih podjetjih je uporaba frekvenčno spremenljivih pogonov za centrifuge zelo pogosta. Zaradi različnih razlogov, povezanih s procesom in pogonsko opremo, se pogosto pojavlja pojav regenerativne energije. Pri frekvenčnih pretvornikih se regenerativna energija običajno obravnava na dva najpogostejša načina: (1) njeno odvajanje v "zavorni upor", ki je umetno nastavljen vzporedno s kondenzatorjem v enosmerni poti toka, kar imenujemo stanje zaviranja moči; (2) če se energija dovaja nazaj v električno omrežje, se to imenuje stanje povratne zavore (znano tudi kot regenerativno zaviranje). Načelo skupnega vodila enosmernega toka temelji na univerzalni napravi za pretvorbo frekvence z uporabo metode pretvorbe frekvence AC-DC-AC. Ko je motor v stanju zaviranja, se njegova zavorna energija dovaja nazaj na enosmerno stran. Da bi bolje obvladovali energijo povratne zavore, so ljudje sprejeli metodo povezovanja enosmerne strani vsake naprave za pretvorbo frekvence. Na primer, ko je en frekvenčni pretvornik v načinu zaviranja, drugi pa v načinu pospeševanja, se lahko energija medsebojno dopolnjuje. Ta članek predlaga shemo uporabe univerzalnega frekvenčnega pretvornika s skupnim enosmernim vodilom v centrifugah kemičnih podjetij in podrobneje opisuje njegovo nadaljnjo uporabo v povratni enoti centrifug. Trenutno obstaja več načinov uporabe skupnega enosmernega vodila: (1) Skupna neodvisna usmerniška enota je lahko neinvertibilna ali invertibilna. Prva porablja energijo prek zunanjega zavornega upora, druga pa lahko presežno energijo iz enosmernega vodila v celoti odvede neposredno v električno omrežje, kar ima boljši pomen za varčevanje z energijo in varstvo okolja. Slabost je, da je cena višja od prve. (2) Velika frekvenčna pretvorbena enota je priključena na enosmerno vodilo skupnega velikega frekvenčnega pretvornika v električnem omrežju. Majhnega frekvenčnega pretvornika ni treba priključiti na električno omrežje, zato ni potreben usmerniški modul. Veliki frekvenčni pretvornik je zunanje priključen na zavorni upor. (3) Vsaka frekvenčna pretvorbena enota je priključena na električno omrežje. Vsaka frekvenčna pretvorbena enota je opremljena z usmerniškimi in inverterskimi vezji ter zunanjimi zavornimi upori, enosmerna vodila pa so medsebojno povezana. Ta situacija se pogosto uporablja, ko je moč vsake frekvenčne pretvorbene enote blizu. Po razstavitvi se lahko še vedno uporablja neodvisno, ne da bi pri tem vplivali drug na drugega. Skupno vodilo enosmernega toka, predstavljeno v tem članku, je tretja metoda, ki ima v primerjavi s prvima dvema metodama pomembne prednosti: a. Skupno vodilo enosmernega toka lahko močno zmanjša redundantno konfiguracijo zavornih enot s preprosto in razumno strukturo ter je ekonomsko zanesljivo. b. Vmesna enosmerna napetost skupnega vodila enosmernega toka je konstantna, kombinirani kondenzator pa ima veliko zmogljivost shranjevanja energije, kar lahko zmanjša nihanja v električnem omrežju.c、 Vsak motor deluje v različnih stanjih s komplementarno energijsko povratno zanko, kar optimizira dinamične značilnosti sistema. d、 Različne harmonske motnje, ki jih ustvarjajo različni frekvenčni pretvorniki v električnem omrežju, se lahko medsebojno izničijo in tako zmanjšajo stopnjo harmoničnega popačenja električnega omrežja. 2、 Shema sistema za regulacijo hitrosti s spremenljivo frekvenco pred prenovo 2.1 Uvod v sistem krmiljenja centrifug Prenovljenih je bilo skupno 12 centrifug, vsak krmilni sistem pa je enak. Frekvenčni pretvornik je serije Emerson EV2000 z močjo 22 kW, s konstantnim navorom, povratne enote pa so vse napajane povratne zavorne enote IPC-PF-1S. Vsi krmilni sistemi so centralizirani z osmimi podobnimi enotami. Sistemski diagram je prikazan na sliki 1. Kot je prikazano na sliki 1, vsak frekvenčni pretvornik potrebuje zavorno enoto z povratno zavoro, njihovi krmilni sistemi pa so popolnoma neodvisni. 2.2 Analiza zaviranja med zaviranjem Ko centrifuga zavira, je motor v regenerativnem stanju zaviranja in mehanska energija, shranjena v sistemu, se pretvori v električno energijo, ki jo motor prek šestih prostotečnih diod pretvornika vrne v enosmerni tokokrog pretvornika. V tem času je pretvornik v usmerjenem stanju. Če v frekvenčnem pretvorniku niso izvedeni nobeni ukrepi za porabo energije, bo ta energija povzročila dvig napetosti kondenzatorja za shranjevanje energije v vmesnem tokokrogu. V tem času se bo napetost enosmernega vodila kondenzatorja dvignila. Ko doseže 680 V, bo zavorna enota začela delovati, torej bo presežno električno energijo vračala na stran omrežja. V tem času se bo napetost enosmernega vodila enega frekvenčnega pretvornika ohranjala pod 680 V (približno 690 V) in frekvenčni pretvornik ne bo poročal o napakah zaradi prenapetosti. Krivulja toka zavorne enote enega frekvenčnega pretvornika med zaviranjem je prikazana na sliki 2, s časom zaviranja 3 minute. Preskusna naprava je enofazni analizator kakovosti električne energije FLUKE 43B, programska oprema za analizo pa je "FlukeView Power Quality Analyzer različice 3.10.1". Slika 2 Krivulja toka zavorne enote med delovanjem Iz tega je razvidno, da mora zavorna enota delovati vsakič, ko se zavora uporabi, z največjim tokom 27 A. Nazivni tok zavorne enote je 45 A. Očitno je zavorna enota v stanju polovične obremenitve.3 Shema spremenjenega sistema za regulacijo hitrosti frekvenčne pretvorbe3.1 Metode odstranjevanja za skupno enosmerno vodilo Pomemben vidik uporabe skupnega enosmernega vodila je celovito upoštevanje krmiljenja frekvenčnega pretvornika, napak pri prenosu, karakteristik obremenitve in vzdrževanja vhodnega glavnega tokokroga ob vklopu. Načrt vključuje 3-fazno dovodno linijo (ki vzdržuje isto fazo), enosmerno vodilo, univerzalno skupino frekvenčnih pretvornikov, skupno zavorno enoto ali napravo za povratno zanko energije in nekatere pomožne komponente.Za univerzalni frekvenčni pretvornik slika 3 prikazuje eno od pogosto uporabljenih rešitev. Diagram glavnega tokokroga po izbiri tretje sheme transformacije je prikazan na sliki 3. Zračna stikala Q1 do Q4 na sliki 3 so naprave za zaščito vhodnega voda vsakega frekvenčnega pretvornika, KM1 do KM4 pa so kontaktorji za vklop napajanja vsakega frekvenčnega pretvornika. KMZ1 do KMZ3 so vzporedni kontaktorji za enosmerni tok. Centrifugi 1 in 2 si delita zavorno enoto in tvorita skupino, medtem ko centrifugi 3 in 4 si delita zavorno enoto in tvorita skupino. Ko obe skupini delujeta pravilno, ju je mogoče povezati vzporedno. Hkrati je odvisno tudi od delovnega zaporedja operaterjev na kraju samem, pri čemer centrifugi 1 in 2 zavirata ob različnih časih ter centrifugi 3 in 4 ob različnih časih. Med normalnim delovanjem sta običajno združeni dve centrifugi, 1 in 3, medtem ko sta združeni 2 in 4. Štiri centrifuge običajno ne zavirajo hkrati. Zaradi kompleksnega okolja na dejanskih delovnih mestih se električno omrežje pogosto trese in pojavljajo se višji harmoniki. Uporablja se lahko tudi za povečanje impedance napajalnika in pomoč pri absorpciji prenapetosti in napetostnih konic glavnega napajalnika, ki nastanejo ob zagonu bližnje opreme, s čimer se ohrani usmerjevalna enota frekvenčnega pretvornika. Vsak frekvenčni pretvornik lahko uporabi tudi dovodno dušilko, da učinkovito prepreči vpliv teh dejavnikov na frekvenčni pretvornik. Pri prenovi tega projekta niso bile narisane nobene dovodne dušilke ali druge naprave za nadzor harmonikov, ker originalna oprema ni bila opremljena z dovodnimi linijskimi dušilkami. Slika 3 Shematski diagram spremenjenega sistema frekvenčnega pretvornika in zavorne enoteUporablja se lahko tudi za povečanje impedance napajalnika in pomoč pri absorpciji prenapetosti in napetostnih konic glavnega napajalnika, ki nastanejo ob zagonu bližnje opreme, s čimer se ohrani delovanje usmerjevalne enote frekvenčnega pretvornika. Vsak frekvenčni pretvornik lahko uporabi tudi dovodno dušilko, da učinkovito prepreči vpliv teh dejavnikov na frekvenčni pretvornik. Pri prenovi tega projekta niso bile narisane nobene dovodne dušilke ali druge naprave za nadzor harmonikov, ker originalna oprema ni bila opremljena z dovodnimi linijskimi dušilkami. Slika 3 Shematski diagram spremenjenega sistema frekvenčnega pretvornika in zavorne enoteUporablja se lahko tudi za povečanje impedance napajalnika in pomoč pri absorpciji prenapetosti in napetostnih konic glavnega napajalnika, ki nastanejo ob zagonu bližnje opreme, s čimer se ohrani delovanje usmerjevalne enote frekvenčnega pretvornika. Vsak frekvenčni pretvornik lahko uporabi tudi dovodno dušilko, da učinkovito prepreči vpliv teh dejavnikov na frekvenčni pretvornik. Pri prenovi tega projekta niso bile narisane nobene dovodne dušilke ali druge naprave za nadzor harmonikov, ker originalna oprema ni bila opremljena z dovodnimi linijskimi dušilkami. Slika 3 Shematski diagram spremenjenega sistema frekvenčnega pretvornika in zavorne enote
3.2 Shema krmilnega sistema: Krmilno vezje je prikazano na sliki 4. Ko so štirje frekvenčni pretvorniki vklopljeni in je vsak frekvenčni pretvornik pripravljen za delovanje, je izhodna možnost izhodnega priključka releja za napako frekvenčnega pretvornika nastavljena na »frekvenčni pretvornik pripravljen za delovanje«. Frekvenčni pretvorniki so lahko vzporedno priključeni le, ko so vklopljeni in normalno delujejo. Če ima kateri koli od njih napako, se kontaktor enosmernega vodila ne bo zaprl. Izhodna priključka TA in TC releja za napako frekvenčnega pretvornika sta normalno odprta kontakta. Po vklopu je frekvenčni pretvornik »pripravljen za delovanje«, TA in TC vsakega frekvenčnega pretvornika pa sta zaprta, vzporedni kontaktor enosmernega vodila pa se zaporedoma zapre. V nasprotnem primeru se bo kontaktor odklopil.3.3 Značilnosti načrta (1) Uporabite celoten frekvenčni pretvornik namesto preprostega dodajanja več razsmernikov na usmerniški most. (2) Ni potrebe po ločenih usmerniških mostovih, polnilnih enotah, kondenzatorskih baterijah in razsmernikih. (3) Vsak frekvenčni pretvornik je mogoče ločeno ločiti od enosmernega vodila, ne da bi to vplivalo na druge sisteme. (4) Krmilite povezavo skupnega enosmernega vodila frekvenčnega pretvornika z zapornimi kontaktorji. (5) Verižno krmiljenje se uporablja za zaščito kondenzatorskih enot frekvenčnega pretvornika, ki visijo na enosmernem vodilu. (6) Vsi frekvenčni pretvorniki, nameščeni na vodilu, morajo uporabljati isto trifazno napajanje. (7) Po okvari hitro odklopite frekvenčni pretvornik od enosmernega vodila, da še bolj zožite obseg napake frekvenčnega pretvornika.3.4 Nastavitve glavnih parametrov frekvenčnega pretvornika Izbira kanala ukaza za zagon F0.03=1, nastavljena najvišja delovna frekvenca F0.05=50, nastavljen čas pospeševanja F0.10=300, nastavljen čas zaviranja F0.11=300, izbira izhoda releja za napako F7.12=15, AO1 Izhodna funkcija F7.26=23.5, spremenjeni testni podatki. Pri ustavljanju je vhodna napetost: 3PH 380VAC, napetost vodila: 530VDC, napetost vodila DC: 650V. Ko en stroj pospešuje, se napetost vodila zmanjša, drugi stroj pa zavira. Napetost vodila DC niha med 540-670V in zavorna enota se v tem času ne vklopi. Enosmerna napetost, na katero deluje zavorna enota, je običajno 680V, ​​kot je prikazano na sliki 5 za testiranje in analizo. Slika 5 Diagram spremljanja delovnega toka spremenjene zavorne enote4, Analiza varčevanja z energijo V primerjavi z uporovnim zaviranjem je zavorna enota s povratno zavoro energetsko varčna aplikacija, vendar zahteva, da je vsak frekvenčni pretvornik opremljen z zavorno enoto, ko je potrebno zaviranje. Neizogibno je, da mora biti več frekvenčnih pretvornikov opremljenih z več zavornimi enotami, cena zavorne enote pa se ne razlikuje bistveno od cene frekvenčnega pretvornika, vendar stopnja neprekinjenega delovanja ni zelo visoka.Široka uporaba frekvenčnih pretvornikov z deljenimi enosmernimi vodili v centrifugah je učinkovito rešila problem "eden se ne more nasititi, drugi pa bruhati", ko en frekvenčni pretvornik pospešuje, drugi pa zavira. Ta rešitev zmanjšuje ponavljajoče se nastavljanje zavorne enote, zmanjšuje število delovnih ciklov in tudi število motenj v električnem omrežju, kar izboljšuje kakovost električne energije v električnem omrežju. Zmanjšanje naložb v opremo, povečanje izkoriščenosti opreme ter varčevanje z opremo in energijo so zelo pomembni.5. Zaključek Široka uporaba univerzalnih frekvenčnih pretvornikov z deljenimi enosmernimi vodili učinkovito rešuje problem asinhrone porabe energije in časovnih obdobij povratnih informacij, kar je zelo pomembno za zmanjšanje naložb v opremo, zmanjšanje motenj v omrežju in izboljšanje izkoriščenosti opreme.