變頻器制動(dòng)單元供應(yīng)商提醒您:在工業(yè)生產(chǎn)中,為了提高節(jié)電效果,減少制動(dòng)過程的能量損耗,將減速能量回收反饋到電網(wǎng)去,達(dá)到節(jié)能功效時(shí),它也是必須采用的。目前國內(nèi)各地由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展而紛紛鬧電荒的時(shí)候,推廣和應(yīng)用回饋制動(dòng)器,具有重要的節(jié)能意義。所以加快國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
目前,交流變頻調(diào)速系統(tǒng)廣泛采用簡單的能耗制動(dòng),存在浪費(fèi)電能、電阻發(fā)熱嚴(yán)重,快速制動(dòng)性差等缺點(diǎn)。而在異步電動(dòng)機(jī)頻繁制動(dòng)時(shí),采用回饋制動(dòng)是一種非常有效的節(jié)能方法,并且避免在制動(dòng)時(shí)對(duì)環(huán)境及設(shè)備的破壞。在電力機(jī)車、采油等行業(yè)中取得令人滿意的效果。在新型電力電子器件不斷出現(xiàn)、性價(jià)比不斷提高,人們節(jié)能降耗意識(shí)提高的的情況下有著廣泛的應(yīng)用前景。
能量回饋制動(dòng)裝置特別適用于電動(dòng)機(jī)功率較大,如大于等于100kw以上,設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量gd2較大,屬反復(fù)短時(shí)連續(xù)工作制,從高速到低速的減速降幅較大,制動(dòng)時(shí)間又短,又要強(qiáng)力制動(dòng)的場合。為了提高節(jié)電效果,減少制動(dòng)過程的能量損耗,將減速能量回收反饋到電網(wǎng)去,達(dá)到節(jié)能功效時(shí),它也是必須采用的。
回饋制動(dòng)原理
在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)的降速和停車是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的,在頻率減小的瞬間,電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降,而由于機(jī)械慣性的原因,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變,它的轉(zhuǎn)速變化是有一定時(shí)間滯后的,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速,從而產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)e高于變頻器直流端電壓u的情況,即e>u。這時(shí)電動(dòng)機(jī)就變成發(fā)電機(jī),非但不要電網(wǎng)供電,反而能向電網(wǎng)送電,這樣既有良好的制動(dòng)效果,又將動(dòng)能轉(zhuǎn)變化為電能,向電網(wǎng)送電而達(dá)到回收能量的效果,一舉兩得。當(dāng)然必須有一套能量回饋裝置單元,進(jìn)行自動(dòng)的控制,才能做到,其原理框圖如圖1所示。另外,能量回饋電路還應(yīng)包括交流、直流電抗器、阻容吸收器、電子開關(guān)器等。
圖1 變頻器回饋制動(dòng)電路原理框圖
眾所周知,一般通用變頻器其橋式整流電路是三相不可控的,因此無法實(shí)現(xiàn)直流回路與電源間雙向能量傳遞,解決這個(gè)問題的最有效方法是采用有源逆變技術(shù),整流器部分采用可逆整流器,又叫網(wǎng)側(cè)變流器。通過對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的控制將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電回饋電網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。以前有源逆變單元主要采用晶閘管電路,這種電路只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)電壓波動(dòng)不大于10%),變流器才能安全地進(jìn)行回饋運(yùn)行。這種電路只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)電壓波動(dòng)不大于10%),變流器才能安全地進(jìn)行回饋運(yùn)行。因?yàn)樵诎l(fā)電制動(dòng)運(yùn)行時(shí),電網(wǎng)電壓制動(dòng)時(shí)間大于2ms,則可能發(fā)生換相失敗,損壞器件。另外,本方式在深控時(shí),功率因數(shù)低、諧波含量高、換相重疊將引起電網(wǎng)電壓波形畸變。同時(shí)控制復(fù)雜,成本較高。隨著全控型器件的實(shí)用化,人們又研究出斬控式可逆變流器,采用pwm控制方式。這樣網(wǎng)側(cè)變流器的結(jié)構(gòu)與逆變器的結(jié)構(gòu)完全相同,都采用pwm控制方式。
從以上分析可知,要真正實(shí)現(xiàn)變頻器的能量回饋制動(dòng),關(guān)鍵是對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的控制。
回饋制動(dòng)特點(diǎn)
嚴(yán)格地講,不能簡單地把網(wǎng)側(cè)變流器稱為“整流器”,因?yàn)樗瓤梢宰鳛檎髌鞴ぷ鳎挚梢宰鳛槟孀兤鞴ぷ?。由于采用了自關(guān)斷器件,通過恰當(dāng)?shù)膒wm模式,可對(duì)交流電流的大小和相位進(jìn)行控制,使輸入電流接近正弦波,并使系統(tǒng)的功率因數(shù)總是接近于1。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速制動(dòng)從逆變器返回的再生功率使直流電壓升高時(shí),可以使交流輸入電流的相位與電源電壓相位相反,以實(shí)現(xiàn)再生運(yùn)行,并將再生功率回饋到交流電網(wǎng)去,系統(tǒng)仍能將直流電壓保持在給定值上。這種情況下,網(wǎng)側(cè)變流器工作在有源逆變狀態(tài)。這樣就容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng),且具有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,同時(shí)這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)能夠完全控制交流側(cè)和直流側(cè)之間的無功和有功功率的交換,且效率可高達(dá)97%,經(jīng)濟(jì)效益較大,熱損耗為能耗制動(dòng)的1%,同時(shí)不污染電網(wǎng),功率因數(shù)約等于1,具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。所以,回饋制動(dòng)可廣泛應(yīng)用于pwm交流傳動(dòng)的能量回饋制動(dòng)場合的節(jié)能運(yùn)行,特別適用于需要頻繁制動(dòng)的場合,電動(dòng)機(jī)的功率也較大,這時(shí)節(jié)電效果明顯,按運(yùn)行的工況條件不同,平均約有20%以上的省電效果。