能量回饋技術(shù)助變頻調(diào)速降低成本
發(fā)布日期:
2018-12-04

  變頻器能量回饋裝置供應(yīng)商提醒您:在變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中,當電動機所傳動的位能負載下放時,電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài);或當電動機從高速到低速(含停車)減速時,頻率可以突減,但因電機的機械慣性,電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài),處理變頻器再生能量的方法有兩種:一種是電阻泄能法;另一種是逆變回饋法。逆變回饋法是由全控開關(guān)元件構(gòu)成的"雙PWM"結(jié)構(gòu),由于成本高,限制了其推廣使用。下面介紹一種新型變頻器再生能量的回饋方法。


  能量回饋工作原理


  再生能量的回饋是將電機處于再生制動狀態(tài)產(chǎn)生的積聚在濾波電容兩端的電能回饋到電網(wǎng)。作為一個回饋電路,應(yīng)滿足兩個條件:

  (1)變頻器正常工作時,回饋裝置不工作,只有當直流母線電壓高于一定值時,回饋裝置才工作。而當直流母線電壓回落到正常值時,回饋裝置應(yīng)及時關(guān)閉,否則會加重整流電路的負擔。


  (2)逆變回饋電流應(yīng)能被控制。


  逆變部分


  V1~V6晶閘管組成三相橋式逆變電路。晶閘管具有成本低,控制簡單,工作可靠,技術(shù)成熟等優(yōu)點。但晶閘管是半控元件,由晶閘管組成的逆變電路必須保證最小逆變角大于30°,否則,易導(dǎo)致逆變失敗,但這樣使得直流母線正常電壓高于逆變電壓。由晶閘管構(gòu)成的逆變電路可以通過發(fā)出觸發(fā)脈沖的方式啟動逆變,但不能通過取消觸發(fā)脈沖的方式來使逆變停止。若逆變時取消觸發(fā)脈沖,將會導(dǎo)致逆變失敗的嚴重后果。因此,必須采用切斷直流電路的方法來使逆變停止。


  VT的作用有兩個:一是用來控制逆變電路的啟或停。當VT導(dǎo)通時,直流電壓加到逆變橋上,開始逆變;當VT關(guān)斷時,切斷了直流電路,逆變停止(此時,觸發(fā)脈沖可有可無)。直流母線正常電壓大約為DC600V(考慮到電網(wǎng)電壓±10%的浮動)。逆變的啟停取決于直流母線電壓的大小,并采用滯環(huán)控制,當直流母線電壓高于1.2×600V時,啟動逆變,而低于1.1×600V時,關(guān)閉逆變。VT的另一個作用是控制逆變電流的大小。


  逆變電流的控制


  逆變時,直流母線電壓與逆變電壓同極性并聯(lián),母線電壓高于逆變電壓,電感L用于平衡壓差。VT的控制可采用PWM式電流滯環(huán)控制方式,這里采用的是電流滯環(huán)方式。


  當iL< IΑL-IL時,VT導(dǎo)通;直流電壓正加到電感L和逆變橋上,形成路徑①的電流,電流iL開始上升;當iL上升到大于I 3 L+IL時,關(guān)斷VT,電感通過二極管D續(xù)流,電流iL開始下降,當iL下降到I 3 L -IL時,VT又重新導(dǎo)通,iL又開始上升。通過VT的通,斷變化,使逆變電流iL維持一個設(shè)定值I 3,且無論逆變電壓的峰值如何變化,由于采用了高頻開關(guān)控制方式,電感L可以取得很小。


  綜上所述,VT的導(dǎo)通應(yīng)同時滿足兩個條件:(1)直流電壓Uc高于所設(shè)定的電壓上限時;(2)逆變電流iL小于所設(shè)定的電流下限時。


  VT的關(guān)斷應(yīng)滿足下面兩個條件之一:(1)直流電壓Uc低于所設(shè)定的電壓下限;(2)逆變電流iL大于所設(shè)定的上限時。


  為了避免VT開關(guān)過于頻繁,電壓Uc,電流iL都采用滯環(huán)控制方式,環(huán)寬即為所設(shè)定的上,下限之差。


  電感的計算


  為簡化計算,忽略逆變電壓VdΒ瞬時值的變化,認為是恒定的量,則有下式:L diL dt =Uc-UdΒ解上式得:t1= 2ILL Uc-UdΒ式中:IL――電流滯環(huán)寬度;


  Uc――直流電壓;UdΒ――逆變電壓平均值。


  在t2區(qū)間,VT關(guān)斷,電壓通過D續(xù)流。


  則有下式:L diL dt =-UdΒ 解得:t2= 2ILL UdΒ 則斬波周期:T=t1+t2= 2ILLUc UdΒ(Uc-UdΒ) 斬波頻率:f= UdΒ(Uc-UdΒ)IILLUc 電感:L= UdΒ(Uc-UdΒ)2ILUcf 上式表明:當f很高時,L很小。這一點是有別于一般的晶閘管逆變電路的。上式可以作為選擇電感的依據(jù)。


  電容泄放電流的計算


  只有當VT導(dǎo)通時,電容才有泄放電流流出,故泄放電流的平均值為:Ic= t1 T I 3 L將上式代入斬波周期公式,得:Ic= UdΒUc I 3 L


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