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变频器构件回馈止动合理化的研究

变频器构件回馈止动合理化的研究

点击数:7653 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

   回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是:(1)只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%),才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2ms,则可能发生换相失败,损坏器件。

  (2)在回馈时,对电网有谐波污染。(3)控制复杂,成本较高。

  变频器电容反馈制动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桥进行整流,滤波回路采用通用的电解电容,延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块IGBT、充电、反馈电抗器L及大电解电容C(容量约零点几法,可根据变频器所在的工况系统决定)组成。逆变部分由功率模块IGBT组成。保护回路,由IGBT、功率电阻组成。

  电动机发电运行状态CPU对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控,决定向功率模块IGBT是否发出充电信号,一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值(如380VAC530VDC)高到一定值时,CPU关断功率模块,通过对IGBT的脉冲导通实现对电解电容C的充电过程。此时的电抗器L与电解电容C分压,从而确保电解电容C工作在安全范围内。当电解电容C上的电压快到危险值(比如说370V),而系统仍处于发电状态,电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时,安全回路发挥作用,实现能耗制动(电阻制动),控制功率模块IGBT的关断与开通,从而实现电阻R消耗多余的能量,一般这种情况是不会出现的。

  电动机电动运行状态当CPU发现系统不再充电时,则对功率模块IGBT进行脉冲导通,使得在电抗器L上行成了一个瞬时左正右负的电压,再加上电解电容C上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。CPU通过对电解电容C上的电压和直流回路的电压的检测,控制功率模块IGBT的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流,确保直流回路电压νd不出现过高。

  系统难点(1)电抗器的选取a.我们考虑到工况的特殊性,假设系统出现某种故障,导致电机所载的位能负载自由加速下落,这时电机处于一种发电运行状态,再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路,致使νd升高,很快使变频器处于充电状态,这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。

  b.在反馈回路中,为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来,选取普通的铁芯(硅钢片)是不能达到目的的,最好选用铁氧体材料制成的铁芯,再看看上述考虑的电流值如此大,可见这个铁芯有多大,素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯,即使有,其价格也肯定不会很低。

  (2)控制上的难点a.变频器的直流回路中,电压νd一般都高于500VDC,而电解电容C的耐压才400VDC,可见这种充电过程的控制就不像能量制动(电阻制动)的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为,电解电容C的瞬时充电电压为νcνdνL,为了确保电解电容工作在安全范围内(≤400V),就得有效的控制电抗器上的电压降νL,而电压降νL又取决于电感量和电流的瞬时变化率。

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