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技術(shù)
中國節(jié)能網(wǎng)

變頻器構(gòu)件回饋止動合理化的研究

   2012-03-12 中國節(jié)能網(wǎng)6150
核心提示:  回饋制動的優(yōu)點是能四象限運(yùn)行,電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是:(1)只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)電壓波動不大于1

  回饋制動的優(yōu)點是能四象限運(yùn)行,電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是:(1)只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)電壓波動不大于10%),才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運(yùn)行時,電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms,則可能發(fā)生換相失敗,損壞器件。

 ?。?)在回饋時,對電網(wǎng)有諧波污染。(3)控制復(fù)雜,成本較高。

  變頻器電容反饋制動方式主回路原理主回路原理如下:整流部分采用普通的不可控整流橋進(jìn)行整流,濾波回路采用通用的電解電容,延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C(容量約零點幾法,可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定)組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護(hù)回路,由IGBT、功率電阻組成。

  電動機(jī)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監(jiān)控,決定向功率模塊IGBT是否發(fā)出充電信號,一旦νd比輸入交流電壓所對應(yīng)的直流電壓值(如380VAC-530VDC)高到一定值時,CPU關(guān)斷功率模塊,通過對IGBT的脈沖導(dǎo)通實現(xiàn)對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓,從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險值(比如說370V),而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài),電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時,安全回路發(fā)揮作用,實現(xiàn)能耗制動(電阻制動),控制功率模塊IGBT的關(guān)斷與開通,從而實現(xiàn)電阻R消耗多余的能量,一般這種情況是不會出現(xiàn)的。

  電動機(jī)電動運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時,則對功率模塊IGBT進(jìn)行脈沖導(dǎo)通,使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負(fù)的電壓,再加上電解電容C上的電壓就能實現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測,控制功率模塊IGBT的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流,確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過高。

  系統(tǒng)難點(1)電抗器的選取a.我們考慮到工況的特殊性,假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障,導(dǎo)致電機(jī)所載的位能負(fù)載自由加速下落,這時電機(jī)處于一種發(fā)電運(yùn)行狀態(tài),再生能量通過六個續(xù)流二極管回送至直流回路,致使νd升高,很快使變頻器處于充電狀態(tài),這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。

  b.在反饋回路中,為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來,選取普通的鐵芯(硅鋼片)是不能達(dá)到目的的,最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯,再看看上述考慮的電流值如此大,可見這個鐵芯有多大,素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯,即使有,其價格也肯定不會很低。

 ?。?)控制上的難點a.變頻器的直流回路中,電壓νd一般都高于500VDC,而電解電容C的耐壓才400VDC,可見這種充電過程的控制就不像能量制動(電阻制動)的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時電壓降為,電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL,為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)(≤400V),就得有效的控制電抗器上的電壓降νL,而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。

  b.在反饋過程中,還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高,以致系統(tǒng)出現(xiàn)過壓保護(hù)。

  主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實例正是由于變頻器的這種新型制動方式(電容反饋制動)所具有的優(yōu)越性,近些來,不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點,紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度,國外還不知有無廣泛使用此制動方式國內(nèi)目前只有少數(shù)公司由以前采用回饋制動方式的變頻器,其改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機(jī)系列,到目前為止,這種電容反饋制動的變頻器正長期正常運(yùn)行在山東及山西太原一些煤礦企業(yè)中,填補(bǔ)了國內(nèi)這一空白。

 

 

 
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