Frekans dönüştürücüde fren dirençinin çalışma prensibi

Gerçek çalışmada, hız dönüştürücü genellikle motor hızını sık sık değiştirir, sürekli olarak başlar ve durur. Böyle bir çalışma ortamı, çalışma devresinin akımının sürekli değişir ve ters voltaj görünür. Makul bir devre tasarımı yapılmazsa, genellikle kontrol ekipmanında geri dönüşü olmayan hasara neden olur!

Pürüzsüz hız düzenlemesinin avantajları nedeniyle, geniş aralık ve küçük başlangıç ​​akımı, değişken frekans hız düzenlemesi son yıllarda motor hız düzenlemesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretimde, indüklenen taslak fanlar gibi büyük ataleti olan ekipman, hızlı frekans azaltma veya kapatma, dönüştürücünün aşırı gerilim korumasının çalışmasına ve sık ekipmanların kapatılmasına neden olacaktır. Bu makale, üç fazlı asenkron motorların ve frekans dönüştürücülerin çalışma prensibinden başlayacak ve bu tür endüstriyel ortamlarda fren dirençlerinin uygulanmasını kısaca tanımlayacaktır.

Üç fazlı asenkron motorların 1 hız düzenleme prensibi

Üç fazlı eşzamansız motorlar, dönen bir manyetik alan oluşturmak için üç fazlı alternatif akıma bağlanır. Dönen manyetik alan, indüklenen bir akım oluşturmak için rotor kapalı iletkeni keser. Rotor akımı, elektromanyetik kuvvet üretmek için stator manyetik alan ile etkileşime girer ve rotorun dönmesini sağlar. Senkron hızı, n 0 ile temsil edilen dönen manyetik alanın hızı olarak tanımladık; Rotor çıkış hızı n'dir; Senkron hız ve rotor hızı arasındaki farkın manyetik alanın senkron hızına oranı, kayma hızı S, F güç frekansı ve P motor kutup çiftlerinin sayısıdır.

Senkron Hız: N {{{0}} f/p, kayma oranı: s=(n 0- n)/n0, motor hızı: n =60 f/p (1- s)

Yukarıdaki formülden, güç frekansının, kutup çifti sayısının ve kayma oranının değiştirilmesinin motor hızını değiştirme amacına ulaşabileceği görülebilir. Bununla birlikte, pratikte, sıradan motorlar fabrikayı terk ettikten sonra, kutup çifti sayısı ve kayma hızı sabitlenir ve aşamayan hız düzenlemesi sadece güç frekansını değiştirerek elde edilebilir.

1 İnvertör yapısı prensibi

1.1 İnvertör ana devre ve kontrol devresinden oluşur

Ana devre, esas olarak üç bölümden oluşan güç frekansı dönüşüm kısmıdır. Endüstriyel frekansı DC gücüne dönüştüren bir "doğrultucu", voltaj titreşimini emen bir "filtre devresi" ve DC'yi AC'ye dönüştüren bir "invertör" içerir. Kontrol devresi, ana devreye kontrol sinyalleri sağlayan bir devredir. Operasyon, algılama, hız algılama, tahrik ve koruma gibi devreleri içerir.

1.2 İnvertörün ana devresinin çalışma ilkesine odaklanın

1.2.1 Dikleştirme Devresi VD 1- VD6 Üç fazlı bir köprü tam dalga doğrultma devresi oluşturur.

1.2.1 Filtre devresi. Düzeltilmiş voltaj, titreşen bir voltajdır ve filtre kapasitörü Cl, bir filtreleme rolü oynar. Enerji depolama kapasitörü büyük olduğundan, güç bağlandığında kapasitör üzerindeki voltaj 0 'dır. Bu nedenle, filtre kapasitörü Cl'nin şarj akımı, güç açma anında çok büyüktür. Aşırı akım doğrultucu tüpüne zarar verir. Şarj akımını sınırlamak için, şarj direnci RS, doğrultucu köprünün güç açma anında seri olarak bağlanır. CL belirli bir dereceye kadar yüklendiğinde, bypass anahtarı KS kısa devre Rs.

1.2.3 İnverter devresi. V 1- V6'dan oluşan inverter köprü, DC gücünü ayarlanabilir frekans ve genlik ile AC gücüne ters çevirir. Serbest çalışan diyotlar D 1- D6, reaktif akımın DC güç kaynağına geri dönmesi için bir kanal sağlar; Motor fren durumunda olduğunda, rejenere elektrik enerjisi d 1- d6 yoluyla DC devresine geri döner; V 1- V6'nın ters çevirme işlemi, aynı köprü kolundaki iki invertör tüpünün dönüşümlü olarak açılıp kapatılması ve D 1- D6'nın, komisyon işlemi sırasında bir yol sağlamak için gerekli olmasıdır.

1.2.4 Enerji depolama ve fren devresi. C Pole ve E kutbu arasındaki voltaj, invertör tüpü v 1- V6 v6 voltaj değeri UD'ye kadar neredeyse 0 v'den yükselir, çünkü her durumdan kapalı duruma geçtiğinde, aşırı yüksek voltaj inverter tüpüne zarar verebilir. Enerji depolama kapasitörlerinin C1 ve C2'nin rolü, v 1- V6 kapatıldığında voltaj büyüme hızını azaltmaktır; Motor yavaşladığında, rotor hızı şu anda senkron hızı aşabilir ve güç üretim durumunda olabilir. Sistemin kinetik enerjisi, voltajın artmasına neden olan bara geri beslenecek ve hatta invertöre zarar verebilir. Fren direnci RB, enerjinin bu kısmını tüketmek için kullanılır.
2. Üç fazlı asenkron motorun hız düzenleme prensibi

Üç fazlı eşzamansız motor, dönen manyetik alan üretmek için üç fazlı alternatif akıma bağlanır. Dönen manyetik alan, indüklenen akım oluşturmak için rotor kapalı iletkeni keser. Rotor akımı, elektromanyetik kuvvet üretmek için stator manyetik alan ile etkileşime girer ve rotorun dönmesini sağlar. Senkron hızı, n 0 ile temsil edilen dönen manyetik alanın hızı olarak tanımladık; Rotor çıkış hızı n'dir; Senkron hız ve rotor hızı arasındaki farkın manyetik alanın senkron hızına oranı kayma s denir, F güç kaynağı frekansıdır ve P, motor direk çiftlerinin sayısıdır.

Senkron Hız: N {{{0}} f/p, slip: s=(n 0- n)/n0, motor hızı: n =60 f/p (1- s)

Yukarıdaki formülden, güç kaynağı frekansının, kutup çifti sayısının ve kayma oranının değiştirilmesinin motor hızını değiştirme amacına ulaşabileceği görülebilir. Bununla birlikte, pratikte, sıradan motorlar fabrikayı terk ettikten sonra, kutup çifti sayısı ve kayma hızı sabitlenir ve aşamalı hız düzenlemesi ancak güç kaynağı frekansını değiştirerek elde edilebilir.

3 Motor Geri Bildirim Enerjisi ve İnverter Fren Ünitesinin Rolü

İndüklenen taslak fanların değişken frekans hızı regülasyonunda, işlem motorun yavaşlamasını ve durmasını gerektirdiğinde, motorun senkron hızı, invertörün çıkış frekansı ile azalır, ancak bu tür yüklerin büyük ataleti nedeniyle, motorun rotor hızı hemen azalamaz. Senkron hız rotor hızından daha az olduğunda, motor şaftına tork çıkışı, motorun hızını azaltan fren torku haline gelir. Şu anda, motor bir enerji üretim durumu haline gelir ve yenilenen elektrik enerjisi DC devresine geri beslenir. DC devresinin elektrik enerjisi güç şebekesine geri beslenemediğinden, sadece sınırlı güçle invertörün direnç emilimine güvenmek yeterli değildir. Şarj birikimi, voltajın sürekli olarak yükselmesine neden olur ve aşırı voltaj dahili bileşenlere zarar verir. İnvertörün güvenliğini sağlamak için, iç aşırı gerilim koruması etkinleştirilecek ve invertörün durmasına neden olacaktır. İnvertörün bu tür endüstriyel ortamlarda sabit çalışmasını korumak için, motor enerjisi üretim frenleme durumunda beslenen elektrik enerjisi tüketilmelidir.

İnvertörün DC veri yoluna bir fren direnç ünitesi takılarak, rejenere elektrik enerjisi, hızlı hız azaltma veya park etmek için ısı enerjisi şeklinde tüketilir. Bir fren ünitesi ve bir fren direnci içerir. Fren ünitesinin işlevi, DC devresinin voltajı belirtilen sınırı aştığında fren dirençini bağlamaktır, böylece elektrik enerjisi dirençten ısı şeklinde salınır. Fren direnç ünitesi iki türe ayrılabilir: yerleşik ve harici. Birincisi, düşük güce sahip genel amaçlı invertörler, yani Şekil 1'deki noktalı kutuda gösterilen parça için uygundur; İnvertörün küçük iç boşluğu ve sınırlı ısı yayılma koşulları nedeniyle, ikincisi daha büyük güç invertörleri veya frenleme için özel gereksinimlere sahip çalışma koşulları için uygundur.

Çalışma koşulları değiştiğinde, motor enerji üretimi durumundadır ve enerji DC devresine geri beslenir, böylece veri yolu voltajı fren ünitesinin iletim değerine artar, akım fren dirençinden akar ve ısı enerjisi şeklinde tüketilir, motor hızı azalır ve bus voltajı da azalır; Yolu voltajı fren ünitesinin kapatılması gereken değere düştüğünde, fren ünitesinin güç tüpü kesilir ve fren dirençinden hiçbir akım akmaz; Fren ünitesi, sistemin normal çalışmasını sağlamak için tekrar tekrar açılıp kapatarak veri yolu voltajını dengeler.

4 Üretimde Fren Direnç Birimi Uygulaması

Bir kömür kimyasal tesisinde, flash buhar geri kazanımı, iki 18.5kW değişken frekans motoru ile donatılmış iki kaynaklı taslak fan gerektirir ve hız iki frekans dönüştürücü tarafından kontrol edilir. Kullanımda, giriş basıncı instabilitesi nedeniyle, kararlı üretimi sağlamak için, frekans dönüştürücüsünün çıkış frekansı çok çeşitli değişiklikler içindedir ve genellikle frekansı hızlı bir şekilde azaltmak gerekir. Frekans dönüştürücü büyük bir kapasiteye sahip olduğundan ve bir atalet yükü olduğundan, frekans dönüştürücünün hızlı frekans azaltılması, frekans dönüştürücünün DC veri yolunun çok kısa bir süre içinde izin verilen değeri aşan bir pompa voltajı oluşturmasına neden olur ve koruma etkisi etkinleştirilir. Frekans dönüştürücü sıklıkla durur ve üretim üzerinde ciddi bir etkisi olan kararlı çalışma sağlayamaz. Bu üretim problemi bir fren ünitesi ve bir fren direnci eklenerek çözüldü.

Bir fren direnç ünitesi ekleyerek, geri bildirim elektrik enerjisi, fren dirençindeki ısı enerjisi şeklinde tüketilir, böylece büyük bir atalet yükü, hızlı frekans azaltma veya hızlı park etme frekans dönüştürücüsünün neden olduğu koruma eyleminin neden olduğu kararsızlığı çözer. Endüstriyel üretimde değişken frekans hızı düzenlemesini daha yaygın olarak kullanır.