Zasada pracy rezystora hamulca w konwerterze częstotliwości

W rzeczywistej pracy konwerter prędkości często zmienia prędkość silnika, zaczyna się i zatrzymuje stale. Takie środowisko pracy sprawia, że ​​prąd obwodu roboczego stale się zmienia i pojawia się napięcie odwrotne. Jeśli nie zostanie wykonany rozsądny projekt obwodu, często powoduje nieodwracalne uszkodzenie sprzętu kontrolnego!

Ze względu na zalety regulacji płynnej prędkości, dużego zakresu i małego prądu początkowego, regulacja o zmiennej częstotliwości była szeroko stosowana w regulacji prędkości motorycznej w ostatnich latach. W produkcji sprzęt z dużą bezwładnością, takimi jak indukowane wentylatory draftu, szybka redukcja częstotliwości lub wyłączenie spowoduje obsługę ochrony przepięcia konwertera, powodując częste wyłączania sprzętu. Ten artykuł rozpocznie się od zasady pracy trójfazowych silników asynchronicznych i konwerterów częstotliwości i krótko opisuje zastosowanie rezystorów hamulcowych w takich środowiskach przemysłowych.

1 zasada regulacji prędkości trójfazowych silników asynchronicznych

Trójfazowe silniki asynchroniczne są połączone z trójfazowym prądem naprzemiennym w celu wygenerowania obracającego się pola magnetycznego. Obracające się pole magnetyczne przecina przewód zamknięty wirnik w celu wygenerowania prądu indukowanego. Prąd wirnika oddziałuje z polem magnetycznym stojana w celu wygenerowania siły elektromagnetycznej, napędzając wirnik do obracania się. Definiujemy prędkość synchroniczną jako prędkość obrotowego pola magnetycznego, reprezentowaną przez n 0; prędkość wyjściowa wirnika wynosi n; Stosunek różnicy między prędkością synchroniczną a prędkością wirnika do synchronicznej prędkości pola magnetycznego nazywa się szybkością poślizgu S, F to częstotliwość mocy, a P to liczba par biegunów silnika.

Synchroniczna prędkość: n {{0}} f/p, szybkość poślizgu: s=(n 0- n)/n0, prędkość silnika: n =60 f/p (1- s)

Z powyższego formuły można zauważyć, że zmiana częstotliwości mocy, liczby pary bieguna i szybkość poślizgu mogą osiągnąć cel zmiany prędkości silnika. Jednak w praktyce, gdy zwykłe silniki opuszczą fabrykę, liczba pary bieguna i szybkość poślizgu są ustalone, a stepless regulację prędkości można osiągnąć jedynie poprzez zmianę częstotliwości energii.

1 zasada struktury falownika

1.1 falownik składa się z obwodu głównego i obwodu sterowania

Głównym obwodem jest część konwersji częstotliwości mocy, która składa się głównie z trzech części. Zawiera „prostownik”, który przekształca częstotliwość przemysłową w zasilanie prądu stałego, „obwód filtra”, który pochłania pulsację napięcia oraz „falownik”, który przekształca prąd stałego w prąd przemienny. Obwód sterujący to obwód, który zapewnia sygnały sterujące do obwodu głównego. Obejmuje obwody takie jak obsługa, wykrywanie, wykrywanie prędkości, napęd i ochrona.

1.2 Skoncentruj się na zasadzie pracy głównego obwodu falownika

1.2.1 Obwód rektyfikacyjny VD 1- VD6 tworzy trójfazowy obwód prostownikowy mostka.

1.2.1 Obwód filtracyjny. Wyprostowane napięcie jest napięciem pulsującym, a kondensator filtra CL odgrywa rolę filtrowania. Ponieważ kondensator magazynowania energii jest duży, napięcie na kondensatorze wynosi 0, gdy zasilanie jest podłączone. Dlatego prąd ładowania kondensatora filtra CL jest bardzo duży w momencie zasilania. Nadmierny prąd uszkodzi rurkę prostownika. Aby ograniczyć prąd ładowania, rezystor ładowania RS jest połączony szeregowo w momencie zasilania mostu prostownika. Gdy CL jest w pewnym stopniu naładowany, przełącznik obejściowy KS zwróci się do Rs.

1.2.3 Obwód falownika. Most falownika złożony z V 1- V6 odwraca moc DC do zasilania prądu przemiennego o regulowanej częstotliwości i amplitudzie. Diody swobodne d 1- d6 zapewniają kanał do prądu reaktywnego, aby powrócić do zasilania DC; Gdy silnik jest w stanie hamowania, zregenerowana energia elektryczna powraca do obwodu DC przez D 1- D6; Proces inwersji V 1- V6 polega na tym, że dwie rurki falownika w tym samym ramieniu mostowym są naprzemiennie włączane i wyłączane, a D 1- D6 jest również wymagane do zapewnienia ścieżki podczas procesu komutacji.

1.2.4 Obwód magazynowania energii i hamowania. Ponieważ napięcie między biegunem C a biegunem E wznosi się z prawie 0 v do wartości napięcia DC UD za każdym razem, gdy rura falownika V 1- V6 przełącza się z stanu ON do stanu OFF, nadmiernie wysokie napięcie może uszkodzić rurkę inverter. Rola kondensatorów magazynowania energii C1 i C2 jest zmniejszenie szybkości wzrostu napięcia, gdy V 1- v6 jest wyłączone; Gdy silnik się spowalnia, prędkość wirnika może w tym czasie przekraczać prędkość synchroniczną i być w stanie wytwarzania energii. Energia kinetyczna systemu zostanie z powrotem z powrotem do szyny, powodując wzrost napięcia, a nawet może uszkodzić falownik. Rezystor hamujący RB służy do spożywania tej części energii.
2. Zasada regulacji prędkości trójfazowej asynchronicznego silnika

Trójfazowy silnik asynchroniczny jest podłączony do trójfazowego prądu naprzemiennego w celu wygenerowania obracającego się pola magnetycznego. Obracające się pole magnetyczne przecina przewód zamknięty wirnik w celu wygenerowania prądu indukowanego. Prąd wirnika oddziałuje z polem magnetycznym stojana w celu wygenerowania siły elektromagnetycznej, napędzając wirnik do obracania się. Definiujemy prędkość synchroniczną jako prędkość obrotowego pola magnetycznego, reprezentowaną przez n 0; prędkość wyjściowa wirnika wynosi n; Stosunek różnicy między prędkością synchroniczną a prędkością wirnika do synchronicznej prędkości pola magnetycznego nazywa się poślizgiem, F jest częstotliwością zasilania, a P to liczba par biegunów silnika.

Synchroniczna prędkość: n {{0}} f/p, slip: s=(n 0- n)/n0, prędkość silnika: n =60 f/p (1- s)

Z powyższego formuły można zauważyć, że zmiana częstotliwości zasilania, liczba pary bieguna i szybkość poślizgu może osiągnąć cel zmiany prędkości silnika. Jednak w praktyce, gdy zwykłe silniki opuszczą fabrykę, liczba pary bieguna i szybkość poślizgu są ustalone, a regulację prędkości można osiągnąć jedynie poprzez zmianę częstotliwości zasilania.

3 generowanie energii sprzężenia zwrotnego silnika i rola jednostki hamulcowej falownika

W regulacji o zmiennej częstotliwości prędkości indukowanych wentylatorów draftu, gdy proces wymaga od silnika zwalniania i szybkiego zatrzymania się, prędkość synchroniczna silnika zmniejsza się wraz z częstotliwością wyjściową falownika, ale ze względu na dużą bezwładność takich obciążeń nie można natychmiast zmniejszyć. Gdy prędkość synchroniczna jest mniejsza niż prędkość wirnika, moc momentu obrotowego do wału silnika staje się momentem hamowania, co zmniejsza prędkość silnika. W tym czasie silnik staje się stanem wytwarzania energii, a regenerowana energia elektryczna jest zasilana z powrotem do obwodu DC. Ponieważ energii elektrycznej obwodu DC nie może być podawana z powrotem do siatki mocy, nie wystarczy polegać wyłącznie na absorpcji oporności falownika o ograniczonej mocy. Akumulacja ładunku powoduje, że napięcie rośnie w sposób ciągły, a nadmierne napięcie uszkodzi wewnętrzne elementy. Aby zapewnić bezpieczeństwo falownika, zostanie aktywowana wewnętrzna ochrona nad przepięciem, powodując zatrzymanie falownika. Aby utrzymać stabilne działanie falownika w takich środowiskach przemysłowych, należy spożywać energię elektryczną zasilaną w stanie wytwarzania energii silnika.

Zainstalując jednostkę rezystora hamulcowego w magistrali DC falownika, regenerowana energia elektryczna jest zużywana w postaci energii cieplnej, aby osiągnąć szybką redukcję prędkości lub parkowanie. Obejmuje to jednostkę hamulcową i rezystor hamujący. Funkcją jednostki hamulcowej jest podłączenie rezystora hamulca, gdy napięcie UD obwodu prądu stałego przekracza określony limit, tak że energia elektryczna była uwalniana w postaci ciepła przez rezystor. Jednostkę rezystora hamulca można podzielić na dwa typy: wbudowane i zewnętrzne. Pierwszy jest odpowiedni dla falowników o ogólnej sile o niskiej mocy, to znaczy części pokazanej w kropkowanym polu na rycinie 1; Ze względu na małą wewnętrzną przestrzeń falownika i ograniczone warunki rozpraszania ciepła, ta ostatnia jest odpowiednia do większych falowników zasilania lub warunków pracy ze specjalnymi wymaganiami do hamowania.

Gdy zmieniają się warunki pracy, silnik znajduje się w stanie wytwarzania energii, a energia jest zasilana z powrotem do obwodu DC, tak że napięcie magistrali wzrasta do wartości przewodzenia jednostki hamulcowej, prąd przepływa przez rezystor hamulca i jest zużywany w postaci energii cieplnej, prędkość silnika zmniejsza się, a napięcie autobusowe również; Gdy napięcie magistrali spada do wartości, którą musi zostać wyłączone, rurka zasilania jednostki hamulcowej jest odcięta i nie przepływa prądu przez rezystor hamulca; Jednostka hamulca równoważy napięcie magistrali, wielokrotnie włączając i wyłączając, aby zapewnić normalne działanie systemu.

4 Zastosowanie jednostki rezystora hamulca w produkcji

W elektrowni chemicznej węglowej odzyskiwanie pary Flash wymaga dwóch indukowanych wentylatorów draftu, wyposażonych w dwa silniki o zmiennej częstotliwości 18,5 kW, a prędkość jest kontrolowana przez dwa przetworniki częstotliwości. W użyciu, ze względu na niestabilność ciśnienia wlotu, aby zapewnić stabilną produkcję, częstotliwość wyjściowa konwertera częstotliwości jest w szerokim zakresie zmian i często konieczne jest szybkie zmniejszenie częstotliwości. Ponieważ konwerter częstotliwości ma dużą pojemność i jest obciążeniem bezwładnym, szybka redukcja częstotliwości konwertera częstotliwości powoduje, że magistrala prądu stałego częstotliwości tworzy napięcie pompowania przekraczające dopuszczalną wartość w bardzo krótkim czasie i aktywowane jest działanie ochrony. Konwerter częstotliwości często zatrzymuje się i nie może zapewnić stabilnego działania, co ma poważny wpływ na produkcję. Ten problem produkcyjny został rozwiązany przez dodanie jednostki hamulcowej i rezystora hamulca.

Dodając jednostkę rezystora hamulcowego, sprzężenie zwrotne energii elektrycznej jest zużywana w postaci energii cieplnej na rezystorze hamulcowym, rozwiązując w ten sposób niestabilność spowodowaną działaniem ochrony spowodowanej przez konwerterę częstotliwości, napędzając duże obciążenie bezwładnościowe, szybką redukcję częstotliwości lub szybkie parkowanie. Uczyń regulację o zmiennej częstotliwości szeroko stosowanej w produkcji przemysłowej.