Wasambazaji wa kitengo cha maoni ya nishati wanakukumbusha kwamba waongofu wa mzunguko mara nyingi hukutana na matatizo mbalimbali wakati wa kurekebisha na kutumia, kati ya ambayo overvoltage ni ya kawaida. Baada ya overvoltage hutokea, ili kuzuia uharibifu wa mzunguko wa ndani, kazi ya ulinzi wa overvoltage ya kibadilishaji cha mzunguko itaanzishwa, na kusababisha kibadilishaji cha mzunguko kuacha kufanya kazi, na kusababisha vifaa visivyofanya kazi vizuri.
Kwa hiyo, hatua lazima zichukuliwe ili kuondokana na overvoltage na kuzuia tukio la makosa. Kutokana na matukio tofauti ya maombi ya waongofu wa mzunguko na motors, sababu za overvoltage pia ni tofauti, hivyo hatua zinazofanana zinapaswa kuchukuliwa kulingana na hali maalum.
Kizazi cha overvoltage katika kubadilisha fedha frequency na regenerative kusimama
Kinachojulikana overvoltage ya kubadilisha mzunguko inahusu hali ambapo voltage ya kubadilisha mzunguko inazidi voltage lilipimwa kutokana na sababu mbalimbali, ambayo ni hasa wazi katika DC voltage ya basi DC ya kibadilishaji frequency.
Wakati wa operesheni ya kawaida, voltage ya DC ya kibadilishaji cha mzunguko ni thamani ya wastani baada ya urekebishaji kamili wa wimbi la awamu tatu. Ikikokotolewa kulingana na volteji ya mstari wa 380V, wastani wa voltage ya DC Ud=1.35U laini=513V.
Wakati overvoltage inatokea, capacitor ya kuhifadhi nishati kwenye basi ya DC itashtakiwa. Wakati voltage inapoongezeka hadi karibu 700V (kulingana na mfano), ulinzi wa overvoltage wa kibadilishaji cha mzunguko utaanzishwa.
Kuna sababu mbili kuu za overvoltage katika converters frequency: overvoltage nguvu na overvoltage regenerative.
Kupindukia kwa nguvu kunarejelea hali ambapo voltage ya basi ya DC inazidi thamani iliyokadiriwa kwa sababu ya voltage ya usambazaji wa nguvu nyingi. Siku hizi, voltage ya pembejeo ya vibadilishaji vingi vya mzunguko inaweza kufikia hadi 460V, hivyo overvoltage inayosababishwa na usambazaji wa nguvu ni nadra sana.
Suala kuu linalojadiliwa katika makala hii ni kuzaliwa upya kwa overvoltage.
Sababu kuu za kuzalisha overvoltage ya kuzaliwa upya ni kama ifuatavyo: wakati mzigo wa GD2 (flywheel torque) hupungua, muda wa kupungua uliowekwa na kibadilishaji cha mzunguko ni mfupi sana;
Injini inakabiliwa na nguvu za nje (kama vile feni na mashine za kunyoosha) au mizigo inayoweza kutokea (kama vile lifti na korongo) inaposhushwa. Kutokana na sababu hizi, kasi halisi ya motor ni ya juu kuliko kasi iliyoamriwa ya kubadilisha mzunguko wa mzunguko, ambayo ina maana kwamba kasi ya rotor ya motor huzidi kasi ya synchronous. Kwa wakati huu, kiwango cha kuingizwa kwa motor ni hasi, na mwelekeo wa upepo wa rotor kukata shamba la magnetic inayozunguka ni kinyume na ile ya hali ya magari. Torque ya sumakuumeme inayotokana nayo ni torati ya kusimama ambayo inazuia mwelekeo wa mzunguko. Kwa hivyo injini ya umeme iko katika hali ya kuzalisha, na nishati ya kinetic ya mzigo' inafanywa upya 'kuwa nishati ya umeme.
Nishati ya kuzaliwa upya inashtakiwa kwa capacitor ya hifadhi ya nishati ya DC ya inverter kupitia diode ya freewheeling ya inverter, na kusababisha voltage ya basi ya DC kupanda, ambayo inaitwa regenerative overvoltage. Torque inayozalishwa wakati wa mchakato wa kuunda tena overvoltage ni kinyume na torque ya asili, ambayo ni torque ya kusimama. Kwa hiyo, mchakato wa kurejesha overvoltage pia ni mchakato wa kurejesha regenerative.
Kwa maneno mengine, kuondoa nishati ya kuzaliwa upya huongeza torque ya kusimama. Ikiwa nishati ya kurejesha si kubwa, inverter na motor wenyewe wana uwezo wa kurejesha regenerative wa 20, na sehemu hii ya nishati ya umeme itatumiwa na inverter na motor. Ikiwa nishati hii inazidi uwezo wa matumizi ya kibadilishaji cha mzunguko na motor, capacitor ya mzunguko wa DC itashtakiwa zaidi, na kazi ya ulinzi wa overvoltage ya kibadilishaji cha mzunguko itaanzishwa, na kusababisha uendeshaji kuacha. Ili kuepuka hali hii, ni muhimu kuondokana na nishati hii kwa wakati unaofaa, wakati pia kuongeza kasi ya kuvunja, ambayo ni madhumuni ya kurejesha regenerative.
Hatua za kuzuia overvoltage ya converters frequency
Kutokana na sababu tofauti za overvoltage, hatua zilizochukuliwa pia ni tofauti. Kwa jambo la overvoltage linalozalishwa wakati wa maegesho, ikiwa hakuna mahitaji maalum ya muda wa maegesho au eneo, njia ya kupanua muda wa kupungua kwa kibadilishaji cha mzunguko au maegesho ya bure inaweza kutumika kutatua. Kinachojulikana maegesho ya bure inahusu kibadilishaji cha mzunguko kinachotenganisha kifaa kikuu cha kubadili, kuruhusu motor kuteleza kwa uhuru na kuacha.
Ikiwa kuna mahitaji fulani ya wakati wa maegesho au eneo la maegesho, kazi ya kusimama ya DC inaweza kutumika.
Kazi ya DC ya kusimama ni kupunguza kasi ya injini kwa masafa fulani, na kisha kutumia nguvu ya DC kwenye vilima vya stator ya motor kuunda uwanja wa sumaku tuli.
Upepo wa rota ya motor hupunguza uwanja huu wa sumaku na kutoa torque ya kusimama, ambayo hubadilisha nishati ya kinetic ya mzigo kuwa nishati ya umeme na kuitumia kwa njia ya joto katika mzunguko wa rotor ya motor. Kwa hivyo, aina hii ya breki pia inajulikana kama breki inayotumia nishati. Mchakato wa breki wa DC kwa kweli unajumuisha michakato miwili: breki ya kuzaliwa upya na breki ya matumizi ya nishati. Njia hii ya kusimama ina ufanisi wa 30-60% tu ya breki ya kuzaliwa upya, na torque ya kusimama ni ndogo. Kutokana na ukweli kwamba matumizi ya nishati ndani ya motor inaweza kusababisha overheating, wakati wa kusimama haipaswi kuwa mrefu sana.
Zaidi ya hayo, masafa ya kuanzia, muda wa breki, na voltage ya breki ya DC braking zote zimewekwa kwa mikono na haziwezi kubadilishwa kiotomatiki kulingana na kiwango cha voltage ya kuzaliwa upya. Kwa hiyo, braking ya DC haiwezi kutumika kwa overvoltage inayozalishwa wakati wa operesheni ya kawaida na inaweza kutumika tu kwa kuvunja wakati wa maegesho.
Kwa overvoltage inayosababishwa na GD2 nyingi (torque ya flywheel) ya mzigo wakati wa kupungua (kutoka kasi ya juu hadi kasi ya chini bila kuacha), njia ya kupanua muda wa kupungua kwa kasi inaweza kupitishwa ili kutatua. Kwa kweli, njia hii pia hutumia kanuni ya regenerative braking. Kupanua muda wa kupunguza kasi hudhibiti tu kasi ya malipo ya inverter kwa voltage ya kuzaliwa upya ya mzigo, ili kufanya matumizi ya busara ya uwezo wa kurejesha regenerative wa inverter yenyewe. Kuhusu mizigo ambayo husababisha motor kuwa katika hali ya kuzaliwa upya kutokana na nguvu za nje (ikiwa ni pamoja na kutolewa kwa nishati inayowezekana), kwa kuwa hufanya kazi kwa kawaida katika hali ya kusimama, nishati ya kuzaliwa upya ni ya juu sana kutumiwa na kibadilishaji cha mzunguko yenyewe. Kwa hiyo, haiwezekani kutumia braking ya DC au kupanua muda wa kupungua.
Ikilinganishwa na breki ya DC, breki ya kuzaliwa upya ina torque ya juu zaidi ya breki, na ukubwa wa torati ya breki inaweza kudhibitiwa kiotomatiki na kitengo cha breki cha kibadilishaji masafa kulingana na torati ya breki inayohitajika ya mzigo (yaani kiwango cha nishati ya kuzaliwa upya). Kwa hivyo, kusimama kwa urejeshaji kunafaa zaidi kwa kutoa torque ya kusimama kwa mzigo wakati wa operesheni ya kawaida.
Mbinu ya ugeuzaji breki ya kuzaliwa upya kwa masafa:
1. Aina inayotumia nishati:
Njia hii inahusisha kusawazisha kizuia breki katika saketi ya DC ya kibadilishaji masafa, na kudhibiti uwashaji/kuzima wa transistor ya nguvu kwa kugundua voltage ya basi ya DC. Wakati voltage ya basi ya DC inapoongezeka hadi karibu 700V, transistor ya nguvu hufanya, kupitisha nishati iliyorejeshwa ndani ya kupinga na kuitumia kwa namna ya nishati ya joto, na hivyo kuzuia kupanda kwa voltage ya DC. Kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wa kutumia nishati iliyozaliwa upya, ni ya aina ya matumizi ya nishati. Kama aina inayotumia nishati, tofauti yake na breki ya DC ni kwamba hutumia nishati kwenye kizuia breki nje ya injini, kwa hivyo injini haita joto kupita kiasi na inaweza kufanya kazi mara kwa mara.
2. Aina ya kunyonya kwa basi ya DC sambamba:
Inafaa kwa mifumo ya kuendesha gari nyingi (kama vile mashine za kunyoosha), ambayo kila motor inahitaji kibadilishaji masafa, vibadilishaji vya masafa nyingi hushiriki kibadilishaji cha upande wa gridi ya taifa, na vibadilishaji vyote vinaunganishwa sambamba na basi ya kawaida ya DC. Katika mfumo huu, mara nyingi kuna moja au motors kadhaa zinazofanya kazi kwa kawaida katika hali ya kuvunja. Injini iliyo katika hali ya kusimama inaburutwa na injini zingine ili kutoa nishati ya kuzaliwa upya, ambayo kisha kufyonzwa na gari katika hali ya umeme kupitia basi ya DC inayofanana. Ikiwa haiwezi kufyonzwa kikamilifu, itatumiwa kupitia kizuia breki cha pamoja. Nishati iliyozalishwa hapa inafyonzwa na kutumika kwa kiasi, lakini hairudishwi kwenye gridi ya nishati.
3. Aina ya maoni ya nishati:
Kigeuzi cha upande wa gridi ya maoni ya aina ya nishati kinaweza kutenduliwa. Nishati ya urejeshaji inapotolewa, kibadilishaji kigeuzi kinachoweza kurejeshwa hurudisha nishati ya urejeshaji kwenye gridi ya taifa, na hivyo kuruhusu nishati ya kuzaliwa upya itumike kikamilifu. Lakini njia hii inahitaji utulivu wa juu wa ugavi wa umeme, na mara moja kuna kukatika kwa ghafla kwa umeme, inversion na kupindua itatokea.