Leverantörer av energiåterkopplingsenheter för frekvensomvandlare påminner om att i traditionella frekvensstyrningssystem som består av frekvensomvandlare, asynkronmotorer och mekaniska belastningar, när den potentiella belastningen som överförs av motorn sänks, kan motorn vara i ett regenerativt bromsläge; Eller när motorn retarderar från hög hastighet till låg hastighet (inklusive parkering), kan frekvensen plötsligt minska, men på grund av motorns mekaniska tröghet kan den vara i ett regenerativt kraftgenereringstillstånd. Det finns två metoder för att hantera frekvensomvandlarens regenerativa energi: en är resistansenergiurladdningsmetoden; en annan metod är den inversa återkopplingsmetoden. Den inversa återkopplingsmetoden är en "dubbel PWM"-struktur som består av helt styrda omkopplingselement, men dess höga kostnad begränsar dess utbredda användning. Nedan följer en introduktion till en ny återkopplingsmetod för att regenerera energi i en frekvensomvandlare.
Funktionsprincip för energiåterkoppling
Återkopplingen av regenerativ energi görs för att mata tillbaka den ackumulerade elektriska energin i båda ändar av filterkondensatorn som genereras av motorn i regenerativt bromsläge till elnätet. Två villkor bör vara uppfyllda för en återkopplingskrets:
(1) När frekvensomvandlaren fungerar normalt fungerar inte återkopplingsenheten. Återkopplingsenheten fungerar bara när DC-busspänningen är högre än ett visst värde. När DC-busspänningen sjunker tillbaka till det normala bör återkopplingsenheten stängas av i tid, annars ökar belastningen på likriktarkretsen.
(2) Växelriktarens återkopplingsström ska vara kontrollerbar.
Invertersektion
V1-V6-tyristorer bildar en trefasbryggkrets med växelriktare. Tyristorer har fördelarna med låg kostnad, enkel styrning, tillförlitlig drift och mogen teknik. Men tyristorer är halvstyrda komponenter, och växelriktarkretsen som består av tyristorer måste säkerställa att den minsta växelriktarvinkeln är större än 30°, annars är det lätt att orsaka växelriktarfel, men detta gör att den normala spänningen på DC-bussen blir högre än växelriktarspänningen. Växelriktarkretsen som består av tyristorer kan starta växelriktaren genom att avge en triggerpuls, men kan inte stoppa växelriktaren genom att avbryta triggerpulsen. Om triggerpulsen avbryts under invertering kommer det att resultera i allvarliga konsekvenser av inverteringsfel. Därför är det nödvändigt att använda metoden att stänga av DC-kretsen för att stoppa växelriktaren.
VT har två funktioner: den ena är att styra start eller stopp av växelriktarkretsen. När VT slås på appliceras likspänning på växelriktarbryggan för att starta växelriktaren. När VT stängs av stängs likspänningen av och växelriktaren stoppas (vid detta tillfälle är triggerpulsen valfri). DC-bussens normala spänning är cirka 600 V DC (med hänsyn till en fluktuation på ± 10 % i nätspänningen). Växelriktarens start- och stoppfunktion beror på DC-bussens spänning och använder hysteresreglering. När DC-bussens spänning är högre än 1,2 × 600 V startas växelriktaren, och när den är lägre än 1,1 × 600 V stängs växelriktaren av. En annan funktion hos VT är att styra växelriktarströmmens storlek.
Kontroll av växelriktarström
Vid reversering är DC-busspänningen och växelriktarspänningen parallellkopplade med samma polaritet, och busspänningen är högre än växelriktarspänningen. Induktansen L används för att balansera spänningsskillnaden. Styrningen av VT kan använda PWM-strömhysteresmetod, och strömhysteresmetoden används här.
När iL < IΑ L-IL, leder VT; Likströmsspänningen appliceras på induktorn L och växelriktarbryggan, vilket bildar en ström i väg 1, och strömmen iL börjar stiga; När iL stiger över I3 L+IL, stängs VT av och induktorn fortsätter att flyta genom dioden D. Strömmen iL börjar minska. När iL sjunker till I3 L-IL, leder VT igen och iL börjar stiga igen. Genom till/från-ändringarna av VT bibehålls växelriktarströmmen iL vid ett inställt värde I3, och oavsett hur toppvärdet för växelriktarspänningen ändras, kan induktansen L hållas mycket liten på grund av användningen av högfrekvent omkopplarstyrning.
Sammanfattningsvis bör ledningsförmågan hos VT uppfylla två villkor samtidigt: (1) likspänningen Uc är högre än den inställda övre spänningsgränsen; (2) När växelriktarströmmen iL är mindre än den inställda nedre strömgränsen.
Avstängningen av VT bör uppfylla ett av följande två villkor: (1) DC-spänningen Uc är lägre än den inställda nedre spänningsgränsen; (2) När växelriktarströmmen iL överstiger den inställda övre gränsen.
För att undvika frekventa VT-omkopplingar används hysteresreglering för spänning Uc och ström iL, och slingbredden är skillnaden mellan de inställda övre och nedre gränserna.
Beräkning av induktans
För att förenkla beräkningen och ignorera den momentana variationen av växelriktarspänningen Vd Β, som anses vara en konstant kvantitet, kan följande ekvation erhållas: L diL dt = Uc Ud Β Lösning av ekvationen ger t1 = 2ILL Uc Ud Β, där IL - strömhysteresbredd;
Uc - DC-spänning; Ud Β - medelvärde för växelriktarspänningen.
I t2-intervallet stängs VT av och spänningen fortsätter att flyta genom D.
Följande ekvation finns: L diL dt=- Ud Β Lösning: t2=2ILL Ud Β Hackningsperiod: T=t1+t2=2ILLUc Ud Β (Uc Ud Β) Hackningsfrekvens: f=Ud Β (Uc Ud Β) IILLUc induktans: L=Ud Β (Uc Ud Β) 2ILUCf. Ovanstående ekvation indikerar att när f är mycket högt är L mycket liten. Detta skiljer sig från typiska tyristorväxelriktarkretsar. Ovanstående formel kan användas som grund för att välja induktans.
Beräkning av kondensatorns urladdningsström
Endast när VT leder kan en urladdningsström flyta ut ur kondensatorn. Därför är medelvärdet för urladdningsströmmen: Ic=t1 TI 3 L. Om man sätter in ovanstående formel i formeln för klippcykeln blir resultatet: Ic=Ud Β Uc I 3 L