Inom elektrisk överföring i kemiska företag är användningen av variabel frekvensdrift för centrifuger mycket vanlig. På grund av olika orsaker till processen och drivutrustningen uppstår ofta fenomenet regenerativ energi. I frekvensomvandlare finns det två vanligaste sätten att hantera regenerativ energi: (1) att avleda den till "bromsmotståndet" som är artificiellt placerat parallellt med kondensatorn i likströmsflödesvägen, vilket kallas effektbromsning; (2) Om den matas tillbaka till elnätet kallas det återkopplingsbromsning (även känt som regenerativt bromsningstillstånd). Principen för DC-gemensam buss är baserad på den universella frekvensomvandlingsenheten som använder AC-DC-AC-frekvensomvandlingsmetoden. När motorn är i bromsningstillstånd matas dess bromsenergi tillbaka till likströmssidan. För att bättre hantera återkopplingsbromsenergin har man anammat metoden att ansluta likströmssidan av varje frekvensomvandlingsenhet. Till exempel, när en frekvensomvandlare är i bromsläge och en annan frekvensomvandlare är i accelerationsläge, kan energin komplettera varandra. Denna artikel föreslår ett schema för att använda en universalfrekvensomvandlare med en gemensam DC-buss i centrifuger i kemiska företag, och utvecklar dess vidare tillämpning i återkopplingsenheter i centrifuger. För närvarande finns det flera sätt att använda DC-gemensambuss: (1) En gemensam oberoende likriktarenhet kan vara icke-inverterbar eller inverterbar. Den förra förbrukar energi genom ett externt bromsmotstånd, medan den senare kan återkoppla överskottsenergi från DC-bussen direkt till elnätet, vilket har bättre energibesparing och miljöskyddsmässig betydelse. Nackdelen är att priset är högre än den förra. (2) Den stora frekvensomvandlaren är ansluten till DC-bussen på den delade stora frekvensomvandlaren i elnätet. Den lilla frekvensomvandlaren behöver inte anslutas till elnätet, så det finns inget behov av en likriktarmodul. Den stora frekvensomvandlaren är externt ansluten till ett bromsmotstånd. (3) Varje frekvensomvandlare är ansluten till elnätet. Varje frekvensomvandlare är utrustad med likriktar- och växelriktarkretsar och externa bromsmotstånd, och DC-skenorna är sammankopplade. Denna situation används ofta när effekten för varje frekvensomvandlare är nära. Efter demontering kan de fortfarande användas oberoende utan att påverka varandra. DC-gemensambuss som presenteras i den här artikeln är den tredje metoden, som har betydande fördelar jämfört med de två första metoderna: a. Delad DC-buss kan avsevärt minska den redundanta konfigurationen av bromsenheter, med en enkel och rimlig struktur, och är ekonomiskt tillförlitlig. b. Mellanspänningen för den delade DC-bussen är konstant, och den kombinerade kondensatorn har en stor energilagringskapacitet, vilket kan minska fluktuationer i elnätet.c. Varje motor arbetar i olika tillstånd med komplementär energiåterkoppling, vilket optimerar systemets dynamiska egenskaper. d. De olika harmoniska störningarna som genereras av olika frekvensomvandlare i elnätet kan ta ut varandra och minska den harmoniska distorsionshastigheten i elnätet. 2. Schema för variabel frekvensregleringssystem före renovering. 2.1 Introduktion till centrifugstyrsystem. Det finns totalt 12 centrifuger som har renoverats, och varje styrsystem är detsamma. Frekvensomvandlaren är Emerson EV2000-serien 22 kW, av konstant vridmomenttyp, och återkopplingsenheterna är alla drivna IPC-PF-1S återkopplingsbromsenheter. Alla styrsystem är centraliserade med åtta liknande enheter. Systemschemat visas i figur 1. Som visas i figur 1 kräver varje frekvensomvandlare en återkopplingsbromsenhet, och deras respektive styrsystem är helt oberoende. 2.2 Analys av bromsdrift under bromsning När centrifugen bromsar kommer motorn att vara i ett regenerativt bromsläge, och den mekaniska energin som lagras i systemet omvandlas till elektrisk energi av motorn, som skickas tillbaka till växelriktarens likströmskrets via växelriktarens sex frihjulsdioder. Vid denna tidpunkt är växelriktaren i ett likriktat tillstånd. Om inga energiförbrukningsåtgärder vidtas i frekvensomvandlaren kommer denna energi att orsaka att spänningen i energilagringskondensatorn i mellankretsen stiger. Vid denna tidpunkt kommer kondensatorns likströmsbusspänning att stiga. När den når 680 V börjar bromsenheten arbeta, det vill säga mata tillbaka överskott av elektrisk energi till nätsidan. Vid denna tidpunkt kommer likströmsbusspänningen för en enskild frekvensomvandlare att hållas under 680 V (cirka 690 V), och frekvensomvandlaren kommer inte att rapportera överspänningsfel. Strömkurvan för bromsenheten i en enda frekvensomvandlare under bromsning visas i figur 2, med en bromstid på 3 minuter. Testinstrumentet är FLUKE 43B enfas elkvalitetsanalysator, och analysprogramvaran är "FlukeView Power Quality Analyzer Version 3.10.1". Figur 2 Strömkurva för bromsenheten under drift Av detta kan man se att varje gång bromsen appliceras måste bromsenheten fungera, med en maximal ström på 27 A. Bromsenhetens märkström är 45 A. Bromsenheten är uppenbarligen i halvlastläge. 3. Modifierat frekvensomvandlingshastighetsregleringssystemschema 3.1 Avfallshanteringsmetoder för gemensam DC-buss En viktig aspekt av att använda en delad DC-buss är att fullt ut beakta styrningen av frekvensomvandlaren, överföringsfel, belastningsegenskaper och underhåll av ingångshuvudkretsen vid påslagning. Planen inkluderar en 3-fas inkommande ledning (som bibehåller samma fas), en DC-buss, en universell frekvensomvandlargrupp, en gemensam bromsenhet eller energiåterkopplingsenhet och några hjälpkomponenter.För en universalfrekvensomvandlare visar figur 3 en av de mest använda lösningarna. Huvudkretsschemat efter val av det tredje transformationsschemat visas i figur 3. Luftbrytarna Q1 till Q4 i figur 3 är de inkommande linjeskydden för varje frekvensomvandlare, och KM1 till KM4 är strömförsörjningskontaktorerna för varje frekvensomvandlare. KMZ1 till KMZ3 är parallella kontaktorer för DC-bussen. 1 # och 2 # centrifuger delar en bromsenhet och bildar en grupp, medan 3 # och 4 # centrifuger delar en bromsenhet och bildar en grupp. När båda grupperna fungerar korrekt kan de anslutas parallellt. Samtidigt baseras det också på arbetssekvensen för operatörer på plats, där 1 # och 2 # centrifuger bromsar vid olika tidpunkter, och 3 # och 4 # centrifuger bromsar vid olika tidpunkter. Under normal drift är två centrifuger, 1 # och 3 #, vanligtvis grupperade tillsammans, medan 2 # och 4 # är grupperade tillsammans. Fyra centrifuger bromsar i allmänhet inte samtidigt. På grund av den komplexa miljön på faktiska arbetsplatser skakar ofta elnätet och höga övertoner uppstår. Det kan också användas för att öka impedansen i strömförsörjningen och hjälpa till att absorbera överspänningar och spänningstoppar i huvudströmförsörjningen som genereras när närliggande utrustning tas i drift, vilket i slutändan bibehåller frekvensomvandlarens likriktningsenhet. Varje frekvensomvandlare kan också använda en inkommande reaktor för att effektivt förhindra att dessa faktorer påverkar frekvensomvandlaren. Vid renoveringen av detta projekt, på grund av att den ursprungliga utrustningen inte var utrustad med inkommande nätreaktorer, ritades inga inkommande nätreaktorer eller andra harmoniska styrenheter. Figur 3 Schematiskt diagram över det modifierade frekvensomvandlar- och bromsenhetssystemet.Den kan också användas för att öka strömförsörjningens impedans och hjälpa till att absorbera överspänningar och spänningstoppar från huvudströmförsörjningen som genereras när närliggande utrustning tas i drift, vilket i slutändan bibehåller frekvensomvandlarens likriktarenhet. Varje frekvensomvandlare kan också använda en inkommande reaktor för att effektivt förhindra att dessa faktorer påverkar frekvensomvandlaren. Vid renoveringen av detta projekt, på grund av att den ursprungliga utrustningen inte var utrustad med inkommande nätreaktorer, ritades inga inkommande nätreaktorer eller andra harmoniska styrenheter. Figur 3 Schematiskt diagram över det modifierade frekvensomvandlar- och bromsenhetssystemetDen kan också användas för att öka strömförsörjningens impedans och hjälpa till att absorbera överspänningar och spänningstoppar från huvudströmförsörjningen som genereras när närliggande utrustning tas i drift, vilket i slutändan bibehåller frekvensomvandlarens likriktarenhet. Varje frekvensomvandlare kan också använda en inkommande reaktor för att effektivt förhindra att dessa faktorer påverkar frekvensomvandlaren. Vid renoveringen av detta projekt, på grund av att den ursprungliga utrustningen inte var utrustad med inkommande nätreaktorer, ritades inga inkommande nätreaktorer eller andra harmoniska styrenheter. Figur 3 Schematiskt diagram över det modifierade frekvensomvandlar- och bromsenhetssystemet
3.2 Styrsystemschema: Styrkretsen visas i figur 4. Efter att de fyra frekvensomformarna är påslagna och varje frekvensomformare är driftklar, ställs utgångsalternativet för frekvensomformarens felreläutgång in på "frekvensomformare driftklar". Endast när frekvensomformarna är påslagna och normala kan de parallellkopplas. Om någon av dem har ett fel kommer DC-busskontaktorn inte att sluta. Utgångsterminalerna TA och TC på frekvensomformarens felrelä är normalt öppna kontakter. Efter spänningspåslag är frekvensomformaren "driftklar", och TA och TC för varje frekvensomformare är slutna, och DC-bussparallellkontaktorn sluts i tur och ordning. Annars kommer kontaktorn att kopplas bort.3.3 Planens egenskaper(1) Använd en komplett frekvensomvandlare istället för att bara lägga till flera växelriktare till likriktarbryggan.(2) Det finns inget behov av separata likriktarbryggor, laddningsenheter, kondensatorbatterier och växelriktare.(3) Varje frekvensomvandlare kan separeras separat från DC-bussen utan att påverka andra system.(4) Styr frekvensomvandlarens gemensamma DC-bussanslutning genom sammankopplade kontaktorer.(5) Kedjestyrning används för att skydda kondensatorenheterna i frekvensomvandlaren som hänger på DC-bussen.(6) Alla frekvensomvandlare som är monterade på samlingsskenan måste använda samma trefasströmförsörjning.(7) Koppla snabbt bort frekvensomvandlaren från DC-bussen efter ett fel för att ytterligare begränsa omfattningen av frekvensomvandlarfelet.3.4 Huvudparameterinställningar för frekvensomvandlaren Val av körkommandokanal F0.03=1, maximal driftsfrekvens inställd F0.05=50, accelerationstid inställd F0.10=300, retardationstid inställd F0.11=300, val av felreläutgång F7.12=15, AO1 utgångsfunktion F7.26=23.5, modifierade testdata. Vid stopp, inkommande spänning: 3PH 380VAC, busspänning: 530VDC, DC-busspänning: 650V. När en maskin accelererar minskar busspänningen och den andra maskinen retarderar. DC-busspänningen fluktuerar mellan 540-670V, och bromsenheten slås inte på vid denna tidpunkt. DC-spänningen som bromsenheten generellt arbetar med är 680V, ​​som visas i figur 5 för testning och analys. Figur 5 Övervakningsdiagram för arbetsström för modifierad bromsenhet 4, Energisparanalys Jämfört med motståndsenergiförbrukningsbromsning är återkopplingsbromsenheten en energibesparande tillämpning, men den kräver att varje frekvensomvandlare är utrustad med en bromsenhet när bromsning behövs. Det är oundvikligt att flera frekvensomvandlare måste vara utrustade med flera bromsenheter, och priset på bromsenheten skiljer sig inte mycket från frekvensomvandlarens, men arbetskontinuitetshastigheten är inte särskilt hög.Den utbredda tillämpningen av delade DC-bussfrekvensomvandlare i centrifuger har effektivt löst problemet med att "den ena inte kan äta tillräckligt och den andra inte kan kräkas" när den ena frekvensomvandlaren accelererar och den andra bromsar. Denna lösning minskar den upprepade inställningarna av bromsenheten, sänker antalet arbetscykler och minskar även antalet störningar i elnätet, vilket förbättrar elkvaliteten i elnätet. Att minska utrustningsinvesteringar, öka utrustningsutnyttjandet och spara utrustning och energi är av stor betydelse.5. Slutsats Den utbredda tillämpningen av universella frekvensomvandlare som delar DC-skenor löser effektivt problemet med asynkron energiförbrukning och återkopplingstidsperioder, vilket är av stor betydelse för att minska utrustningsinvesteringar, minska nätstörningar och förbättra utrustningsutnyttjandet.