Principi de funcionament de la resistència del fre en el convertidor de freqüències

En el treball real, el convertidor de velocitat canvia sovint la velocitat del motor amb freqüència, s’inicia i s’atura contínuament. Aquest entorn de treball fa que el corrent del circuit de treball canviï constantment i apareix la tensió inversa. Si no es fa un disseny raonable del circuit, sovint causarà danys irreversibles als equips de control.

A causa dels avantatges de la regulació de velocitat llisa, el gran rang i el corrent petit, la regulació de velocitat de freqüència variable, s'ha utilitzat àmpliament en la regulació de la velocitat del motor en els darrers anys. En la producció, els equips amb gran inèrcia com els ventiladors induïts, la reducció de freqüència ràpida o l’aturada farà que la protecció de sobretensió del convertidor funcioni, provocant freqüents parades d’equips. Aquest article s’iniciarà a partir del principi de funcionament dels motors i convertidors de freqüència triplomerals asíncrons i descriurà breument l’aplicació de resistències de fre en aquests entorns industrials.

1 Principi de regulació de velocitat dels motors asíncronos trifàsics

Els motors asíncrons trifàsics estan connectats a corrent alternatiu trifàsic per generar un camp magnètic giratori. El camp magnètic giratori talla el conductor tancat del rotor per generar un corrent induït. El corrent del rotor interacciona amb el camp magnètic de l'estator per generar força electromagnètica, conduint el rotor a girar. Definim la velocitat síncrona com la velocitat del camp magnètic giratori, representada per N 0; La velocitat de sortida del rotor és N; La relació de la diferència entre la velocitat síncrona i la velocitat del rotor a la velocitat síncrona del camp magnètic s’anomena velocitat de relliscament s, f és la freqüència de potència i P és el nombre de parells de pols del motor.

Velocitat sincrònica: n {{0}} f/p, velocitat de relliscament: s=(n 0- n)/n0, velocitat del motor: n =60 f/p ({1- s)

A partir de la fórmula anterior, es pot veure que canviar la freqüència de potència, el nombre de parells de pol i la velocitat de relliscament poden aconseguir el propòsit de canviar la velocitat del motor. No obstant això, a la pràctica, un cop els motors ordinaris abandonen la fàbrica, el nombre de parells de pol i la velocitat de relliscament es fixen i la regulació de la velocitat de la velocitat només es pot aconseguir canviant la freqüència de potència.

1 Principi de l'estructura inversora

1.1 L’inversor consta del circuit principal i del circuit de control

El circuit principal és la part de conversió de freqüència de potència, que consta principalment de tres parts. Inclou un "rectificador" que converteix la freqüència industrial en potència de corrent continu, un "circuit de filtre" que absorbeix la pulsació de tensió i un "inversor" que converteix DC en AC. El circuit de control és un circuit que proporciona senyals de control al circuit principal. Inclou circuits com ara el funcionament, la detecció, la detecció de velocitat, la unitat i la protecció.

1.2 Centreu -vos en el principi de treball del circuit principal de l’inversor

1.2.1 Circuit de rectificació VD 1- VD6 Formeu un circuit de rectificador de pont de tres fases.

1.2.1 Circuit de filtres. La tensió rectificada és una tensió pulsant i el condensador de filtre CL té un paper de filtratge. Com que el condensador d'emmagatzematge d'energia és gran, la tensió a través del condensador és 0 quan la potència està connectada. Per tant, el corrent de càrrega del condensador de filtre CL és molt gran en el moment de la potència. El corrent excessiu danyarà el tub rectificador. Per tal de limitar el corrent de càrrega, la resistència de càrrega RS es connecta en sèrie en el moment de la potència del pont del rectificador. Quan CL es carrega fins a cert punt, el commutador de bypass KS curtcircuits Rs.

1.2.3 Circuit inversor. El pont inversor compost per V 1- V6 inverteix la potència DC en potència de CA amb freqüència i amplitud regulables. Els díodes de roda lliure d 1- d6 proporcionen un canal perquè el corrent reactiu torni a la font d'alimentació DC; Quan el motor es troba en estat de frenada, l'energia elèctrica regenerada torna al circuit de corrent continu mitjançant d 1- d6; El procés d'inversió de V 1- V6 és que els dos tubs inversors del mateix braç de pont estan activats i desactivats, i D 1- D6 també és necessari proporcionar una ruta durant el procés de commutació.

1.2.4 Circuit d’emmagatzematge i frenada d’energia. Atès que la tensió entre el pol C i el pol e augmenta de gairebé 0 v al valor de tensió de corrent continu UD Cada vegada que el tub de la inversió v 1- v6 canvia de l'estat ON a l'estat OFF, la tensió excessivament alta pot danyar el tub invers. El paper dels condensadors d’emmagatzematge d’energia C1 i C2 és reduir la taxa de creixement de la tensió quan V 1- V6 s’apaga; Quan el motor es desaccelera, la velocitat del rotor pot superar la velocitat síncrona en aquest moment i estar en estat de generació d’energia. L’energia cinètica del sistema s’alimentarà de nou a la barra de bus, fent que la tensió augmenti i, fins i tot, pugui danyar l’inversor. La resistència de frenada RB s’utilitza per consumir aquesta part de l’energia.
2. Principi de regulació de velocitat del motor asíncron trifàsic

El motor asíncron trifàsic està connectat amb un corrent alternatiu trifàsic per generar un camp magnètic giratori. El camp magnètic giratori talla el conductor tancat del rotor per generar corrent induït. El corrent del rotor interacciona amb el camp magnètic de l'estator per generar força electromagnètica, conduint el rotor a girar. Definim la velocitat síncrona com la velocitat del camp magnètic giratori, representada per N 0; La velocitat de sortida del rotor és N; La relació de la diferència entre la velocitat síncrona i la velocitat del rotor a la velocitat síncrona del camp magnètic s’anomena lliscament S, F és la freqüència d’alimentació i P és el nombre de parells de pols del motor.

Velocitat sincrònica: n {{0}} f/p, slip: s=(n 0- n)/n0, velocitat del motor: n =60 f/p ({1- s)

A partir de la fórmula anterior, es pot veure que canviar la freqüència d’alimentació, el nombre de parells de pol i la velocitat de relliscament pot aconseguir el propòsit de canviar la velocitat del motor. No obstant això, a la pràctica, un cop els motors ordinaris abandonen la fàbrica, el nombre de parells de pol i la velocitat de relliscament es fixen i la regulació de la velocitat de la velocitat només es pot aconseguir canviant la freqüència d’alimentació.

3 Generació d’energia de retroalimentació del motor i el paper de la unitat de fre de l’inversor

En la regulació de velocitat de freqüència variable dels ventiladors induïts, quan el procés requereix que el motor es desacceli i s’aturi ràpidament, la velocitat síncrona del motor disminueix amb la freqüència de sortida de l’inversor, però a causa de la gran inèrcia d’aquestes càrregues, la velocitat del rotor del motor no es pot reduir immediatament. Quan la velocitat síncrona és inferior a la velocitat del rotor, la sortida del parell a l’eix del motor es converteix en el parell de frenada, cosa que redueix la velocitat del motor. En aquest moment, el motor es converteix en un estat de generació d’energia i l’energia elèctrica regenerada s’alimenta al circuit de corrent continu. Atès que l’energia elèctrica del circuit de corrent continu no es pot alimentar a la xarxa elèctrica, no n’hi ha prou amb confiar només en l’absorció de resistència de l’inversor amb potència limitada. L’acumulació de càrrega fa que la tensió augmenti contínuament i la tensió excessiva danyarà els components interns. Per garantir la seguretat de l’inversor, s’activarà la protecció de sobretensió interna, provocant que l’inversor s’aturi. Per mantenir el funcionament estable de l’inversor en aquests entorns industrials, s’ha de consumir l’energia elèctrica alimentada en l’estat de frenada de generació d’energia motora.

Instal·lant una unitat de resistència de frenada al bus de corrent continu de l’inversor, l’energia elèctrica regenerada es consumeix en forma d’energia calorífica per aconseguir una ràpida reducció de velocitat o aparcament. Inclou una unitat de frenada i una resistència de frenada. La funció de la unitat de fre és connectar la resistència del fre quan la tensió UD del circuit de corrent continu excedeix el límit especificat, de manera que l’energia elèctrica s’allibera en forma de calor a través de la resistència. La unitat de resistència del fre es pot dividir en dos tipus: integrat i extern. El primer és adequat per a inversors de propòsit general amb poca potència, és a dir, la part mostrada a la caixa puntejada de la figura 1; A causa del petit espai intern de l'inversor i les condicions de dissipació de calor limitades, aquest és adequat per a inversors de potència més grans o condicions de treball amb requisits especials per a la frenada.

Quan les condicions de treball canvien, el motor es troba en l’estat de generació d’energia i l’energia s’alimenta al circuit de corrent continu, de manera que la tensió del bus augmenta fins al valor de conducció de la unitat de fre, el corrent flueix a través de la resistència del fre i es consumeix en forma d’energia calorífica, la velocitat del motor disminueix i la tensió del bus també disminueix; Quan la tensió del bus cau al valor que cal desactivar la unitat de fre, el tub de potència de la unitat de fre es talla i no hi ha cap corrent a través de la resistència del fre; La unitat de fre equilibra la tensió del bus en activar -se i apagar repetidament per assegurar el funcionament normal del sistema.

4 Aplicació de la unitat de resistència del fre en producció

En una planta química de carbó, la recuperació de vapor de flaix requereix dos ventiladors induïts, equipats amb dos motors de freqüència variable de 18,5kW, i la velocitat està controlada per dos convertidors de freqüència. En ús, a causa de la inestabilitat de la pressió d’entrada, per tal d’assegurar la producció estable, la freqüència de sortida del convertidor de freqüència es troba en un ampli ventall de canvis i sovint és necessari reduir la freqüència ràpidament. Com que el convertidor de freqüència té una gran capacitat i és una càrrega inercial, la reducció de freqüència ràpida del convertidor de freqüència fa que el bus de corrent continu del convertidor de freqüència formi una tensió de bombament superior al valor admissible en un temps molt curt i l’acció de protecció s’activa. El convertidor de freqüència s’atura amb freqüència i no pot assegurar un funcionament estable, que té un impacte greu en la producció. Aquest problema de producció es va solucionar afegint una unitat de fre i una resistència al fre.

Afegint una unitat de resistència al fre, l’energia elèctrica de la retroalimentació es consumeix en forma d’energia de calor a la resistència del fre, resolent així la inestabilitat causada per l’acció de protecció causada pel convertidor de freqüència que condueix una gran càrrega inercial, una reducció de freqüència ràpida o un aparcament ràpid. Feu que la regulació de velocitat de freqüència variable sigui més àmpliament utilitzada en la producció industrial.