Arbeitsprinzip des Bremswiderstands im Frequenzwandler

In der tatsächlichen Arbeit ändert der Geschwindigkeitsumwandler die Motordrehzahl häufig häufig, beginnt und stoppt kontinuierlich. Eine solche Arbeitsumgebung lässt den Strom der Arbeitsschaltung ständig ändern und die Rückspannung erscheint. Wenn kein angemessener Schaltungsdesign vorgenommen wird, verursacht dies häufig irreversible Schäden an der Steuerungsausrüstung!

Aufgrund der Vorteile der reibungslosen Geschwindigkeitsregulierung, des großen Bereichs und der kleinen Startstrom wurde in den letzten Jahren in der Motordrehzahlregulation weit verbreitet. In der Produktion werden Geräte mit großer Trägheit wie induzierten Entwurfslüftern, einer schnellen Frequenzreduzierung oder -abstillung dazu führen, dass der Überspannungsschutz des Konverters betrieben wird, was zu häufigen Ausrüstungsstörungen führt. Dieser Artikel startet vom Arbeitsprinzip von dreiphasigen asynchronen Motoren und Frequenzwandlern und beschreibt kurz die Anwendung von Bremsfestern in solchen industriellen Umgebungen.

1 Geschwindigkeitsregulationsprinzip von dreiphasigen asynchronen Motoren

Asynchronen dreiphasigen Motoren sind mit einem Wechselstrom von dreiphasigen angeschlossen, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Das rotierende Magnetfeld schneidet den geschlossenen Rotorleiter, um einen induzierten Strom zu erzeugen. Der Rotorstrom interagiert mit dem Statormagnetfeld, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen und den Rotor zum Drehen zu treiben. Wir definieren die Synchrongeschwindigkeit als die Geschwindigkeit des rotierenden Magnetfelds, dargestellt durch N 0; Die Rotorausgangsgeschwindigkeit ist n; Das Verhältnis der Differenz zwischen der Synchrongeschwindigkeit und der Rotorgeschwindigkeit zur synchronen Geschwindigkeit des Magnetfelds wird als Schlupfrate S bezeichnet, f ist die Leistungsfrequenz und P ist die Anzahl der Motorpolpaare.

Synchroner Geschwindigkeit: N {{0}} f/p, Schlupfrate: s=(n 0- n)/n0, Motorgeschwindigkeit: n =60 f/p (1-} s)

Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass das Ändern der Leistungsfrequenz, die Polpaarzahl und die Schlupfrate den Zweck der Änderung der Motordrehzahl erreichen kann. In der Praxis werden jedoch nach dem Verlassen der Fabrik die Polepaarzahl und die Schlupfrate festgelegt, und die stufenlose Geschwindigkeitsregulierung kann nur durch Ändern der Leistungsfrequenz erreicht werden.

1 Prinzip der Wechselrichterstruktur

1.1 Der Wechselrichter besteht aus dem Hauptkreis und dem Steuerkreislauf

Der Hauptkreis ist der Stromfrequenzumwandlungsteil, der hauptsächlich aus drei Teilen besteht. Es enthält einen "Gleichrichter", der die industrielle Frequenz in DC -Leistung umwandelt, einen "Filterkreis", der Spannungspulsation absorbiert, und einen "Wechselrichter", der Gleichstrom in AC umwandelt. Der Steuerkreis ist eine Schaltung, die Steuersignale für den Hauptkreis liefert. Es umfasst Schaltungen wie Betrieb, Erkennung, Geschwindigkeitserkennung, Antrieb und Schutz.

1.2 Konzentrieren Sie sich auf das Arbeitsprinzip des Hauptkreises des Wechselrichters

1.2.1 Richtigungsschaltung VD 1- VD6 Form einer Dreiphasenbrücke Vollwellenrichterschaltung.

1.2.1 Filterkreis. Die korrigierte Spannung ist eine pulsierende Spannung, und der Filterkondensator CL spielt eine Filterrolle. Da der Energiespeicherkondensator groß ist, ist die Spannung über den Kondensator 0, wenn die Leistung verbunden ist. Daher ist der Ladestrom des Filterkondensators CL zum Zeitpunkt der Einschaltung sehr groß. Übermäßiger Strom schädigt das Gleichrichterrohr. Um den Ladestrom zu begrenzen, ist der Ladewiderstand RS zum Zeitpunkt der Einschaltungsbrücke in Reihe angeschlossen. Wenn CL bis zu einem gewissen Grad berechnet wird, ist der Bypass-Schalter KS Kurzschluss Rs.

1.2.3 Wechselrichterschaltung. Die aus V 1- V6 zusammengesetzte Wechselrichterbrücke invertiert die DC -Leistung mit einstellbarer Frequenz und Amplitude in die Wechselstromleistung. Die Freilaufdioden d 1- D6 bieten einen Kanal für den reaktiven Strom, um zur DC -Netzteil zurückzukehren. Wenn sich der Motor im Bremszustand befindet, kehrt die regenerierte elektrische Energie durch D 1- D6 zum DC -Schaltkreis zurück; Der Inversionsprozess von V 1- V6 lautet, dass die beiden Wechselrichter im selben Brückenarm abwechselnd ein- und ausgeschaltet sind, und D 1- D6 ist auch erforderlich, um während des Kommutierungsprozesses einen Pfad bereitzustellen.

1.2.4 Energiespeicher und Bremskreis. Da die Spannung zwischen dem C -Pol und dem E -Pol von fast 0 V zum Gleichspannungswert UD ud bei jedem Wechselröhrchen V 1- v6 vom Ein -Zustand in den Zustand des Außenseitens in den Zustand schaltet. Die Rolle der Energiespeicherkondensatoren C1 und C2 besteht darin, die Spannungswachstumsrate zu senken, wenn V 1- V6 ausgeschaltet ist; Wenn der Motor verlangsamt, kann die Rotorgeschwindigkeit die Synchrongeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt überschreiten und sich im Stromerzeugungszustand befinden. Die kinetische Energie des Systems wird an die Busasche zurückgeführt, wodurch die Spannung zunimmt, und kann sogar den Wechselrichter beschädigen. Der Bremswiderstand RB wird verwendet, um diesen Teil der Energie zu verbrauchen.
2. Prinzip des Geschwindigkeitsregulierung des dreiphasigen asynchronen Motors

Der dreiphasige asynchrone Motor ist mit einem Wechselstrom von dreiphasigen angeschlossen, um das rotierende Magnetfeld zu erzeugen. Das rotierende Magnetfeld schneidet den geschlossenen Rotorleiter, um einen induzierten Strom zu erzeugen. Der Rotorstrom interagiert mit dem Statormagnetfeld, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen und den Rotor zum Drehen zu treiben. Wir definieren die Synchrongeschwindigkeit als die Geschwindigkeit des rotierenden Magnetfelds, dargestellt durch N 0; Die Rotorausgangsgeschwindigkeit ist n; Das Verhältnis der Differenz zwischen der Synchrongeschwindigkeit und der Rotorgeschwindigkeit zur synchronen Geschwindigkeit des Magnetfelds wird als Schlupf S bezeichnet, F ist die Netzteilfrequenz und P ist die Anzahl der Motorpolpaare.

Synchronen Geschwindigkeit: N {{0}} f/p, Slip: S=(n 0- n)/n0, Motorgeschwindigkeit: n =60 f/p (1-}}} s)

Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass das Ändern der Stromversorgungsfrequenz, die Polepaarzahl und die Schlupfrate den Zweck der Änderung der Motordrehzahl erreichen kann. In der Praxis sind jedoch nach dem Verlassen des Fabrikmotors die Polepaarzahl und die Schlupfrate festgelegt, und die stufenlose Geschwindigkeitsregulierung kann nur durch Ändern der Netzteilfrequenz erreicht werden.

3 Erzeugung der Motorkopplungsergie und der Rolle der Wechselrichterbremseeinheit

Bei der Regulation der variablen Frequenzgeschwindigkeit der induzierten Entwurfventilatoren, wenn der Prozess den Motor schnell verlangsamt und anhalten muss, nimmt die synchrone Geschwindigkeit des Motors mit der Ausgangsfrequenz des Wechselrichters ab, aber aufgrund der großen Trägheit solcher Lasten kann die Rotordrehzahl des Motors nicht sofort reduziert werden. Wenn die Synchrongeschwindigkeit geringer ist als die Rotorgeschwindigkeit, wird das Drehmomentausgang an der Motorwelle zum Bremsmoment, wodurch die Geschwindigkeit des Motors verringert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor zum Stromerzeugungszustand, und die regenerierte elektrische Energie wird an den DC -Schaltkreis zurückgeführt. Da die elektrische Energie des DC -Schaltkreises nicht an das Stromnetz zurückgeführt werden kann, reicht es nicht aus, sich ausschließlich auf die Widerstandsabsorption des Wechselrichters mit begrenzter Leistung zu verlassen. Die Ansammlung von Ladung führt dazu, dass die Spannung kontinuierlich ansteigt, und die übermäßige Spannung wird die inneren Komponenten beschädigt. Um die Sicherheit des Wechselrichters zu gewährleisten, wird der interne Überspannungsschutz aktiviert, wodurch der Wechselrichter aufhört. Um den stabilen Betrieb des Wechselrichters in solchen industriellen Umgebungen aufrechtzuerhalten, muss die elektrische Energie im Bremszustand der motorischen Stromerzeugung zurückverbraucht werden.

Durch die Installation einer Bremswiderstandeinheit im DC -Bus des Wechselrichters wird die regenerierte elektrische Energie in Form von Wärmeenergie verbraucht, um eine schnelle Geschwindigkeitsreduzierung oder -parkung zu erzielen. Es umfasst eine Bremseinheit und einen Bremswiderstand. Die Funktion der Bremseinheit besteht darin, den Bremswiderstand zu verbinden, wenn die Spannungs -UD des Gleichstromkreises die angegebene Grenze überschreitet, sodass die elektrische Energie in Form von Wärme durch den Widerstand freigesetzt wird. Die Bremswiderstandeinheit kann in zwei Arten unterteilt werden: eingebaut und extern. Ersteres eignet sich für Wechselrichter mit geringer Leistung, dh dem in der gepunkteten Box in Abbildung 1 gezeigten Teil; Aufgrund des kleinen inneren Raums des Wechselrichters und der begrenzten Wärmeableitungsbedingungen eignet sich letzteres für größere Stromwechselrichter oder Arbeitsbedingungen mit besonderen Anforderungen für das Bremsen.

Wenn sich die Arbeitsbedingungen ändern, befindet sich der Motor im Stromerzeugungszustand, und die Energie wird an den DC -Schaltkreis zurückgeführt, so dass die Busspannung auf den Leitungswert der Bremseinheit steigt, der Strom durch den Bremswiderstand fließt und in Form von Wärmeenergie, die Motordrehzahl, abnimmt und die Busspannung ebenfalls abnimmt. Wenn die Busspannung auf den Wert fällt, den die Bremseinheit ausgeschaltet werden muss, wird das Kraftrohr der Bremseinheit abgeschnitten, und kein Strom fließt durch den Bremswiderstand. Die Bremseinheit gleicht die Busspannung aus, indem es wiederholt ein- und ausgeschaltet wird, um den normalen Betrieb des Systems zu gewährleisten.

4 Anwendung der Bremswiderstandeinheit in der Produktion

In einer Kohlechemieanlage erfordert die Wiederherstellung von Blitzdampfdampf zwei induzierte Entwurfslüfter, die mit zwei 18,5 -kW -variablen Frequenzmotoren ausgestattet sind, und die Geschwindigkeit wird von zwei Frequenzwandlern gesteuert. Durch die Verwendung der Einlassdruckinstabilität liegt die Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers in einem weiten Bereich von Änderungen, um die Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers zu gewährleisten, und es ist häufig erforderlich, die Frequenz schnell zu verringern. Da der Frequenzwandler eine große Kapazität aufweist und eine Trägheitsbelastung ist, führt die schnelle Frequenzreduktion des Frequenzwandlers dazu, dass der DC-Bus des Frequenzwandlers eine Pump-Up-Spannung bildet, die den zulässigen Wert in kürzester Zeit überschreitet, und die Schutzwirkung wird aktiviert. Der Frequenzwandler stoppt häufig und kann keinen stabilen Betrieb sicherstellen, was einen ernsthaften Einfluss auf die Produktion hat. Dieses Produktionsproblem wurde durch Hinzufügen einer Bremseinheit und eines Bremswiderstandes gelöst.

Durch das Hinzufügen einer Bremswiderstandseinheit wird die elektrische Rückkopplungsergie in Form von Wärmeenergie am Bremswiderstand verbraucht, wodurch die durch die durch den Frequenzwandler verursachte Instabilität verursacht wird, die durch den Frequenzwandler eine große Trägheitslast, eine schnelle Frequenzreduzierung oder schnelle Parken antreibt. Machen Sie eine variable Frequenzgeschwindigkeitsregulation in der industriellen Produktion weiter.