Principe de travail de la résistance de frein dans le convertisseur de fréquence

Dans le travail réel, le convertisseur de vitesse modifie souvent la vitesse du moteur fréquemment, commence et s'arrête en continu. Un tel environnement de travail fait que le courant du circuit de travail change constamment et que la tension inverse apparaît. Si une conception de circuits raisonnable n'est pas faite, elle causera souvent des dommages irréversibles à l'équipement de contrôle!

En raison des avantages de la régulation de la vitesse en douceur, de la grande plage et du petit courant de départ, la régulation de la vitesse de fréquence variable a été largement utilisée dans la régulation de la vitesse du moteur ces dernières années. Dans la production, l'équipement avec une grande inertie tels que les ventilateurs de tirage induits, la réduction rapide de la fréquence ou l'arrêt entraînera un fonctionnement de la protection contre la surtension du convertisseur, provoquant des arrêts d'équipement fréquents. Cet article commencera à partir du principe de travail des moteurs asynchrones triphasés et des convertisseurs de fréquence, et décrivera brièvement l'application de résistances de frein dans de tels environnements industriels.

1 Principe de régulation de vitesse des moteurs asynchrones triphasés

Les moteurs asynchrones triphasés sont connectés à un courant alternatif triphasé pour générer un champ magnétique rotatif. Le champ magnétique rotatif coupe le conducteur fermé du rotor pour générer un courant induit. Le courant du rotor interagit avec le champ magnétique du stator pour générer une force électromagnétique, entraînant le rotor pour tourner. Nous définissons la vitesse synchrone comme la vitesse du champ magnétique rotatif, représenté par n 0; La vitesse de sortie du rotor est n; Le rapport de la différence entre la vitesse synchrone et la vitesse du rotor à la vitesse synchrone du champ magnétique est appelée taux de glissement s, F est la fréquence de puissance, et P est le nombre de paires de poteau moteur.

Vitesse synchrone: n {{0}} f / p, taux de glissement: s=(n 0- n) / n0, vitesse du moteur: n =60 f / p (1- s)

D'après la formule ci-dessus, on peut voir que la modification de la fréquence de puissance, du nombre de paires de pôles et du taux de glissement peut atteindre le but de modifier la vitesse du moteur. Cependant, dans la pratique, une fois que les moteurs ordinaires quittent l'usine, le nombre de paires de pôles et la vitesse de glissement sont fixes et que la régulation de vitesse sans étape ne peut être obtenue qu'en modifiant la fréquence de puissance.

1 principe de la structure de l'onduleur

1.1 L'onduleur se compose du circuit principal et du circuit de commande

Le circuit principal est la partie de conversion de fréquence de puissance, qui se compose principalement de trois parties. Il comprend un "redresseur" qui convertit la fréquence industrielle en puissance DC, un "circuit filtrant" qui absorbe la pulsation de tension et un "onduleur" qui convertit DC en AC. Le circuit de commande est un circuit qui fournit des signaux de contrôle au circuit principal. Il comprend des circuits tels que l'opération, la détection, la détection de vitesse, le lecteur et la protection.

1.2 Focus sur le principe de travail du circuit principal de l'onduleur

1.2.1 Circuit de rectification VD 1- Vd6 Formez un circuit de redresseur à ondes complet de pont triphasé.

1.2.1 Circuit filtrant. La tension rectifiée est une tension pulsée, et le condensateur de filtre CL joue un rôle de filtrage. Étant donné que le condensateur de stockage d'énergie est grand, la tension à travers le condensateur est 0 lorsque l'alimentation est connectée. Par conséquent, le courant de charge du condensateur de filtre CL est très important au moment de la mise sous tension. Le courant excessif endommagera le tube du redresseur. Afin de limiter le courant de charge, la résistance de charge RS est connectée en série au moment de l'alimentation du pont redresseur. Lorsque CL est chargé dans une certaine mesure, le commutateur de dérivation KS court-circuit Rs.

1.2.3 Circuit de l'onduleur. Le pont onduleur composé de V 1- V6 inverse la puissance CC en puissance CA avec une fréquence et une amplitude réglables. Les diodes en roue libre D 1- D6 fournissent un canal pour le courant réactif pour revenir à l'alimentation CC; Lorsque le moteur est à l'état de freinage, l'énergie électrique régénérée revient au circuit DC via D 1- D6; Le processus d'inversion de V 1- V6 est que les deux tubes d'onduleur dans le même bras de pont sont alternativement activés et désactivés, et D 1- D6 est également nécessaire pour fournir un chemin pendant le processus de commutation.

1.2.4 Circuit de stockage et de freinage d'énergie. Étant donné que la tension entre le poteau C et le pôle E monte de presque 0 V à la valeur de tension CC UD à chaque fois que le tube de l'onduleur V 1- V6 passe de l'état ON à l'état off, la tension excessive élevée peut endommager le tube de l'onduleur. Le rôle des condensateurs de stockage d'énergie C1 et C2 est de réduire le taux de croissance de la tension lorsque V 1- V6 est désactivé; Lorsque le moteur est décélérant, la vitesse du rotor peut dépasser la vitesse synchrone à ce moment et être dans l'état de production d'électricité. L'énergie cinétique du système sera renvoyée à la barre de bus, provoquant une augmentation de la tension, et peut même endommager l'onduleur. La résistance de freinage RB est utilisée pour consommer cette partie de l'énergie.
2. Principe de régulation de la vitesse du moteur asynchrone triphasé

Le moteur asynchrone triphasé est connecté à un courant alternatif triphasé pour générer un champ magnétique rotatif. Le champ magnétique rotatif coupe le conducteur fermé du rotor pour générer un courant induit. Le courant du rotor interagit avec le champ magnétique du stator pour générer une force électromagnétique, entraînant le rotor pour tourner. Nous définissons la vitesse synchrone comme la vitesse du champ magnétique rotatif, représenté par n 0; La vitesse de sortie du rotor est n; Le rapport de la différence entre la vitesse synchrone et la vitesse du rotor à la vitesse synchrone du champ magnétique est appelée glissement s, F est la fréquence d'alimentation, et P est le nombre de paires de poteau moteur.

Vitesse synchrone: n {{0}} f / p, slip: s=(n 0- n) / n0, vitesse du moteur: n =60 f / p (1- s)

À partir de la formule ci-dessus, on peut voir que la modification de la fréquence d'alimentation, le numéro de paire de pôles et le taux de glissement peuvent atteindre le but de modifier la vitesse du moteur. Cependant, dans la pratique, une fois que les moteurs ordinaires quittent l'usine, le nombre de paires de pôles et le taux de glissement sont fixes et que la régulation de vitesse sans étape ne peut être obtenue qu'en modifiant la fréquence d'alimentation.

3 génération d'énergie de rétroaction motrice et le rôle de l'unité de freinage onduleur

Dans la régulation de la vitesse de fréquence variable des ventilateurs de tirage induits, lorsque le processus nécessite que le moteur décélate et s'arrête rapidement, la vitesse synchrone du moteur diminue avec la fréquence de sortie de l'onduleur, mais en raison de la grande inertie de ces charges, la vitesse du rotor du moteur ne peut pas être réduite immédiatement. Lorsque la vitesse synchrone est inférieure à la vitesse du rotor, la sortie de couple sur l'arbre du moteur devient le couple de freinage, ce qui réduit la vitesse du moteur. À l'heure actuelle, le moteur devient un état de production d'électricité et l'énergie électrique régénérée est renvoyée au circuit DC. Étant donné que l'énergie électrique du circuit CC ne peut pas être réintégrée au réseau électrique, il ne suffit pas de se fier uniquement à l'absorption de résistance de l'onduleur avec une puissance limitée. L'accumulation de charge fait augmenter la tension en continu et la tension excessive endommagera les composants internes. Pour garantir la sécurité de l'onduleur, la protection de surtension interne sera activée, provoquant l'arrêt de l'onduleur. Pour maintenir le fonctionnement stable de l'onduleur dans de tels environnements industriels, l'énergie électrique a renvoyé l'état de freinage de la production d'énergie moteur doit être consommée.

En installant une unité de résistance de freinage sur le bus DC de l'onduleur, l'énergie électrique régénérée est consommée sous forme d'énergie thermique pour obtenir une réduction rapide de la vitesse ou un stationnement. Il comprend une unité de freinage et une résistance de freinage. La fonction de l'unité de freinage est de connecter la résistance de frein lorsque la tension UD du circuit CC dépasse la limite spécifiée, de sorte que l'énergie électrique est libérée sous forme de chaleur à travers la résistance. L'unité de résistance de frein peut être divisée en deux types: intégrés et externes. Le premier convient aux onduleurs à usage général à faible puissance, c'est-à-dire la pièce illustrée dans la boîte en pointillés de la figure 1; En raison du petit espace interne de l'onduleur et des conditions limitées de dissipation de chaleur, ce dernier convient à des onduleurs de puissance plus importants ou à des conditions de travail avec des exigences particulières pour le freinage.

Lorsque les conditions de travail changent, le moteur est à l'état de production d'électricité et l'énergie est réintégrée au circuit CC, de sorte que la tension du bus augmente à la valeur de conduction de l'unité de freinage, le courant circule à travers la résistance de frein et est consommé sous forme d'énergie thermique, la vitesse du moteur diminue et la tension du bus diminue également; Lorsque la tension du bus tombe à la valeur que l'unité de freinage doit être désactivée, le tube d'alimentation de l'unité de frein est coupé et aucun courant circule à travers la résistance de frein; L'unité de freinage équilibre la tension du bus en allumant et en désactivant à plusieurs reprises pour assurer le fonctionnement normal du système.

4 Application de l'unité de résistance de frein dans la production

Dans une usine de produits chimiques au charbon, la récupération de vapeur flash nécessite deux ventilateurs de tir induits, équipés de deux moteurs à fréquence variables de 18,5 kW, et la vitesse est contrôlée par deux convertisseurs de fréquence. En usage, en raison de l'instabilité de la pression d'entrée, afin d'assurer la production stable, la fréquence de sortie du convertisseur de fréquence est dans une large gamme de changements, et il est souvent nécessaire de réduire rapidement la fréquence. Étant donné que le convertisseur de fréquence a une grande capacité et est une charge inertielle, la réduction rapide de la fréquence du convertisseur de fréquence fait former le bus CC du convertisseur de fréquence à une tension de pompe dépassant la valeur admissible en très peu de temps et que l'action de protection est activée. Le convertisseur de fréquence s'arrête fréquemment et ne peut pas garantir un fonctionnement stable, ce qui a un impact grave sur la production. Ce problème de production a été résolu en ajoutant une unité de freinage et une résistance de frein.

En ajoutant une unité de résistance de frein, l'énergie électrique de rétroaction est consommée sous forme d'énergie thermique sur la résistance de frein, résolvant ainsi l'instabilité causée par l'action de protection causée par le convertisseur de fréquence entraînant une grande charge inertielle, une réduction rapide de la fréquence ou un stationnement rapide. Rendre la régulation de la vitesse de fréquence variable plus largement utilisée dans la production industrielle.