Principio di lavoro del resistore dei freni nel convertitore di frequenza

Nel lavoro reale, il convertitore di velocità spesso cambia frequentemente la velocità del motore, inizia e si ferma continuamente. Tale ambiente di lavoro rende la corrente del circuito di lavoro cambia costantemente e appare la tensione inversa. Se non viene effettuato una ragionevole progettazione di circuiti, spesso causerà danni irreversibili all'apparecchiatura di controllo!

A causa dei vantaggi della regolazione della velocità regolare, una vasta gamma e una piccola corrente iniziale, la regolazione della velocità di frequenza variabile è stata ampiamente utilizzata nella regolazione della velocità del motore negli ultimi anni. Nella produzione, le attrezzature con inerzia di grandi dimensioni come ventole di tiraggio indotte, una rapida riduzione della frequenza o l'arresto causano l'operazione della protezione della sovratensione del convertitore, causando frequenti arresti di apparecchiature. Questo articolo inizierà dal principio di lavoro dei motori asincroni trifase e dei convertitori di frequenza e descriverà brevemente l'applicazione di resistori dei freni in tali ambienti industriali.

1 Principio di regolazione della velocità di motori asincroni trifase

I motori asincroni trifase sono collegati alla corrente alternante trifase per generare un campo magnetico rotante. Il campo magnetico rotante taglia il conduttore chiuso del rotore per generare una corrente indotta. La corrente del rotore interagisce con il campo magnetico dello statore per generare forza elettromagnetica, spingendo il rotore a ruotare. Definiamo la velocità sincrona come la velocità del campo magnetico rotante, rappresentata da n 0; La velocità di uscita del rotore è n; Il rapporto tra la differenza tra la velocità sincrona e la velocità del rotore alla velocità sincrona del campo magnetico è chiamato velocità di slittamento S, F è la frequenza di potenza e P è il numero di coppie di poti motori.

Velocità sincrona: n {{0}} f/p, velocità di slittamento: s=(n 0- n)/n0, velocità del motore: n =60 f/p ({1- s)

Dalla formula sopra, si può vedere che la modifica della frequenza di potenza, del numero di coppia polare e della velocità di slittamento può raggiungere lo scopo di modificare la velocità del motore. Tuttavia, in pratica, una volta che i motori ordinari lasciano la fabbrica, il numero di coppia polare e la velocità di slittamento sono fissati e la regolazione della velocità in collaborazione può essere ottenuta solo modificando la frequenza di potenza.

1 Principio della struttura dell'inverter

1.1 L'inverter è costituito dal circuito principale e dal circuito di controllo

Il circuito principale è la parte di conversione della frequenza di potenza, che consiste principalmente in tre parti. Include un "raddrizzatore" che converte la frequenza industriale in potenza CC, un "circuito di filtro" che assorbe le pulsazioni di tensione e un "inverter" che converte DC in AC. Il circuito di controllo è un circuito che fornisce segnali di controllo al circuito principale. Include circuiti come funzionamento, rilevamento, rilevamento della velocità, guida e protezione.

1.2 Concentrati sul principio di lavoro del circuito principale dell'inverter

1.2.1 Circuito di rettifica vd 1- vd6 formano un circuito di raddrizzatore a onda intera in tre fasi.

1.2.1 Circuito del filtro. La tensione rettificata è una tensione pulsante e il condensatore del filtro CL svolge un ruolo di filtraggio. Poiché il condensatore di accumulo di energia è grande, la tensione attraverso il condensatore è 0 quando la potenza è connessa. Pertanto, la corrente di ricarica del condensatore del filtro CL è molto grande al momento dell'alimentazione. La corrente eccessiva danneggerà il tubo del raddrizzatore. Al fine di limitare la corrente di ricarica, la resistenza di ricarica RS è collegata in serie al momento del potenziamento del ponte del raddrizzatore. Quando CL viene addebitato in una certa misura, l'interruttore di bypass KS cortometraggi Rs.

1.2.3 Circuito di inverter. Il ponte Inverter composto da V 1- V6 inverte la potenza DC in potenza CA con frequenza e ampiezza regolabili. I diodi a ruota libera d 1- d6 forniscono un canale per la corrente reattiva per tornare all'alimentazione DC; Quando il motore è nello stato di frenata, l'energia elettrica rigenerata ritorna sul circuito DC attraverso D 1- d6; Il processo di inversione di V 1- V6 è che i due tubi di inverter nello stesso braccio di ponte sono alternativamente accesi e spenti, e D 1- D6 è anche richiesto per fornire un percorso durante il processo di commutazione.

1.2.4 Circuito di accumulo di energia e frenata. Poiché la tensione tra il polo C e il polo E aumenta da quasi 0 V al valore di tensione CC UD ogni volta che il tubo inverter V 1- V6 si interrompe dallo stato On allo stato OFF, la tensione eccessivamente elevata può danneggiare il tubo inverter. Il ruolo dei condensatori di accumulo di energia C1 e C2 è ridurre il tasso di crescita della tensione quando V 1- V6 viene disattivato; Quando il motore è rallentante, la velocità del rotore può superare la velocità sincrona in questo momento ed essere nello stato di generazione di energia. L'energia cinetica del sistema verrà restituita alla barra bus, causando un aumento della tensione e può persino danneggiare l'inverter. Il resistore di frenatura RB viene utilizzato per consumare questa parte dell'energia.
2. Principio di regolazione della velocità del motore asincrono trifase

Il motore asincrono trifase è collegato alla corrente alternante trifase per generare un campo magnetico rotante. Il campo magnetico rotante taglia il conduttore chiuso del rotore per generare corrente indotta. La corrente del rotore interagisce con il campo magnetico dello statore per generare forza elettromagnetica, spingendo il rotore a ruotare. Definiamo la velocità sincrona come la velocità del campo magnetico rotante, rappresentata da n 0; La velocità di uscita del rotore è n; Il rapporto tra la differenza tra la velocità sincrona e la velocità del rotore alla velocità sincrona del campo magnetico è chiamato slip s, f è la frequenza di alimentazione e P è il numero di coppie di poti motori.

Velocità sincrona: n {{0}} f/p, slip: s=(n 0- n)/n0, velocità del motore: n =60 f/p (1- s)

Dalla formula sopra, si può vedere che la modifica della frequenza di alimentazione, il numero di coppia polare e la frequenza di slittamento possono raggiungere lo scopo di modificare la velocità del motore. Tuttavia, in pratica, una volta che i motori ordinari lasciano la fabbrica, il numero di coppia polare e la velocità di slittamento sono fissati e la regolazione della velocità in collaborazione può essere ottenuta solo modificando la frequenza dell'alimentazione.

3 generazione di energia di feedback motorio e ruolo dell'unità freno inverter

Nella regolazione della velocità di frequenza variabile delle ventole di bozza indotte, quando il processo richiede che il motore decelerasse e si fermi rapidamente, la velocità sincrona del motore diminuisce con la frequenza di uscita dell'inverter, ma a causa della grande inerzia di tali carichi, la velocità del rotore del motore non può essere ridotta immediatamente. Quando la velocità sincrona è inferiore alla velocità del rotore, l'uscita della coppia sull'albero del motore diventa la coppia di frenata, che riduce la velocità del motore. In questo momento, il motore diventa uno stato di generazione di energia e l'energia elettrica rigenerata viene nuovamente nuovamente al circuito DC. Poiché l'energia elettrica del circuito CC non può essere ribaltata alla rete elettrica, non è sufficiente fare affidamento esclusivamente sull'assorbimento di resistenza dell'inverter con energia limitata. L'accumulo di carica fa aumentare continuamente la tensione e la tensione eccessiva danneggerà i componenti interni. Per garantire la sicurezza dell'inverter, la protezione da sovratensione interna verrà attivata, causando l'interruzione dell'inverter. Per mantenere il funzionamento stabile dell'inverter in tali ambienti industriali, è necessario consumare l'energia elettrica alimentata nello stato di frenatura della generazione di energia motoria.

Installando un'unità di resistenza di frenatura sul bus CC dell'inverter, l'energia elettrica rigenerata viene consumata sotto forma di energia termica per ottenere una rapida riduzione della velocità o un parcheggio. Include un'unità di frenata e una resistenza di frenata. La funzione dell'unità freno è quella di collegare la resistenza del freno quando la tensione UD del circuito CC supera il limite specificato, in modo che l'energia elettrica venga rilasciata sotto forma di calore attraverso la resistenza. L'unità di resistenza del freno può essere divisa in due tipi: incorporato ed esterno. Il primo è adatto per inverter per uso generale con bassa potenza, ovvero la parte mostrata nella scatola tratteggiata nella Figura 1; A causa del piccolo spazio interno dell'inverter e delle limitate condizioni di dissipazione del calore, quest'ultimo è adatto a inverter di potenza più grandi o condizioni di lavoro con requisiti speciali per la frenata.

Quando le condizioni di lavoro cambiano, il motore si trova nello stato di generazione di energia e l'energia viene nuovamente nuovamente al circuito CC, in modo che la tensione del bus aumenta il valore di conduzione dell'unità freno, la corrente scorre attraverso la resistenza del freno e viene consumata sotto forma di energia termica, la velocità del motore diminuisce e diminuisce anche la tensione del bus; Quando la tensione del bus scende sul valore che l'unità freno deve essere disattivata, il tubo di alimentazione dell'unità freno viene tagliato e nessuna corrente scorre attraverso la resistenza del freno; L'unità del freno bilancia la tensione del bus accendendo e spegnendo ripetutamente per garantire il normale funzionamento del sistema.

4 Applicazione dell'unità di resistenza dei freni in produzione

In un impianto chimico del carbone, il recupero del vapore Flash richiede due ventole di bozza indotte, dotate di due motori a frequenza variabile da 18,5 kW e la velocità è controllata da due convertitori di frequenza. In uso, a causa dell'instabilità della pressione di ingresso, al fine di garantire una produzione stabile, la frequenza di uscita del convertitore di frequenza si trova in una vasta gamma di cambiamenti ed è spesso necessario ridurre rapidamente la frequenza. Poiché il convertitore di frequenza ha una grande capacità ed è un carico inerziale, la rapida riduzione della frequenza del convertitore di frequenza provoca il bus CC del convertitore di frequenza per formare una tensione di pompa-up che supera il valore ammissibile in un tempo molto breve e l'azione di protezione viene attivata. Il convertitore di frequenza si interrompe frequentemente e non può garantire un funzionamento stabile, che ha un grave impatto sulla produzione. Questo problema di produzione è stato risolto aggiungendo un'unità frenante e un resistore del freno.

Aggiungendo un'unità di resistenza freno, l'energia elettrica di feedback viene consumata sotto forma di energia termica sul resistore del freno, risolvendo così l'instabilità causata dall'azione di protezione causata dal convertitore di frequenza che guida un grande carico inerziale, una riduzione rapida della frequenza o un parcheggio rapido. Rendi la regolazione della velocità di frequenza variabile più ampiamente utilizzata nella produzione industriale.