Princípio de trabalho do resistor de freios no conversor de frequência

No trabalho real, o conversor de velocidade geralmente muda a velocidade do motor com frequência, começa e para continuamente. Esse ambiente de trabalho faz com que a corrente do circuito de trabalho mude constantemente e a tensão reversa seja exibida. Se um projeto de circuito razoável não for feito, geralmente causará danos irreversíveis ao equipamento de controle!

Devido às vantagens da regulação da velocidade suave, a grande faixa e a pequena regulação de velocidade de frequência variável e pequena e pequena tem sido amplamente utilizada na regulação da velocidade do motor nos últimos anos. Na produção, equipamentos com grande inércia, como ventiladores induzidos, redução ou desligamento de frequência rápida, causarão a proteção de sobretensão do conversor para operar, causando desligamentos frequentes do equipamento. Este artigo começará a partir do princípio de trabalho de motores assíncronos trifásicos e conversores de frequência e descreverá brevemente a aplicação de resistores de freio em ambientes industriais.

1 Princípio da regulação da velocidade de motores assíncronos trifásicos

Os motores assíncronos trifásicos são conectados à corrente alternada trifásica para gerar um campo magnético rotativo. O campo magnético rotativo corta o condutor fechado do rotor para gerar uma corrente induzida. A corrente do rotor interage com o campo magnético do estator para gerar força eletromagnética, acionando o rotor para girar. Definimos velocidade síncrona como a velocidade do campo magnético rotativo, representado por n 0; A velocidade de saída do rotor é n; A razão da diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade do rotor para a velocidade síncrona do campo magnético é chamada de taxa de escorregamento S, F é a frequência de potência e P é o número de pares de pólo motor.

Velocidade síncrona: n {{0}} f/p, taxa de deslizamento: s =} (n 0- n)/n0, velocidade do motor: n =60 f/p (1- s)

A partir da fórmula acima, pode -se observar que alterar a frequência de potência, o número do par de polos e a taxa de escorregamento podem atingir o objetivo de alterar a velocidade do motor. No entanto, na prática, uma vez que os motores comuns saem da fábrica, o número do par e a taxa de escorregamento é fixo e a regulação da velocidade de escala só pode ser alcançada alterando a frequência de potência.

1 Princípio da estrutura do inversor

1.1 O inversor consiste no circuito principal e no circuito de controle

O circuito principal é a parte de conversão de frequência de potência, que consiste principalmente em três partes. Inclui um "retificador" que converte a frequência industrial em energia CC, um "circuito de filtro" que absorve a pulsação de tensão e um "inversor" que converte CC em CA. O circuito de controle é um circuito que fornece sinais de controle para o circuito principal. Inclui circuitos como operação, detecção, detecção de velocidade, acionamento e proteção.

1.2 Concentre -se no princípio de trabalho do circuito principal do inversor

1.2.1 Circuito de retificação Vd 1- VD6 forma um circuito retificador de onda completa da ponte trifásica.

1.2.1 Circuito de filtro. A tensão retificada é uma tensão pulsante e o capacitor de filtro CL desempenha uma função de filtragem. Como o capacitor de armazenamento de energia é grande, a tensão no capacitor é 0 quando a energia é conectada. Portanto, a corrente de carregamento do capacitor de filtro CL é muito grande no momento do poder. A corrente excessiva danificará o tubo do retificador. Para limitar a corrente de carregamento, o resistor de carregamento RS é conectado em série no momento da potência da ponte do retificador. Quando o CL é cobrado até certo ponto, o interruptor de desvio KS de curto-circuito Rs.

1.2.3 Circuito do inversor. A ponte do inversor composta de v 1- v6 inverte a energia CC em energia CA com frequência e amplitude ajustáveis. Os diodos de roda livre d 1- d6 fornecem um canal para corrente reativa para retornar à fonte de alimentação DC; Quando o motor está no estado de frenagem, a energia elétrica regenerada retorna ao circuito CC através de d 1- d6; O processo de inversão de V 1- V6 é que os dois tubos do inversor no mesmo braço da ponte estão ligados e desativados alternadamente e D 1- D6 também é necessário para fornecer um caminho durante o processo de comutação.

1.2.4 Circuito de armazenamento e frenagem de energia. Como a tensão entre o pólo C e o pólo E aumenta de quase 0 V para o valor da tensão CC UD sempre que o tubo do inversor v 1- v6 interruptores do estado ON para o estado off, a tensão excessivamente alta pode danificar o tubo inverter. O papel dos capacitores de armazenamento de energia C1 e C2 é reduzir a taxa de crescimento de tensão quando V 1- V6 é desligado; Quando o motor está desacelerando, a velocidade do rotor pode exceder a velocidade síncrona neste momento e estar no estado de geração de energia. A energia cinética do sistema será devolvida ao barramento, fazendo com que a tensão aumente e pode até danificar o inversor. O resistor de frenagem RB é usado para consumir esta parte da energia.
2. Princípio da regulação da velocidade do motor assíncrono trifásico

O motor assíncrono trifásico é conectado à corrente alternada trifásica para gerar campo magnético rotativo. O campo magnético rotativo corta o condutor fechado do rotor para gerar corrente induzida. A corrente do rotor interage com o campo magnético do estator para gerar força eletromagnética, acionando o rotor para girar. Definimos velocidade síncrona como a velocidade do campo magnético rotativo, representado por n 0; A velocidade de saída do rotor é n; A razão da diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade do rotor para a velocidade síncrona do campo magnético é chamada de escorregamento S, F é a frequência da fonte de alimentação e P é o número de pares de pólo motor.

Velocidade síncrona: n {{0}} f/p, deslize: s =} (n 0- n)/n0, velocidade do motor: n =60 f/p (1- s)

A partir da fórmula acima, pode -se observar que alterar a frequência da fonte de alimentação, o número do par de polos e a taxa de escorregamento podem atingir o objetivo de alterar a velocidade do motor. No entanto, na prática, uma vez que os motores comuns saem da fábrica, o número do par e a taxa de escorregamento é fixo e a regulação da velocidade de escala só pode ser alcançada alterando a frequência da fonte de alimentação.

3 Geração de energia de feedback do motor e o papel da unidade de freio do inversor

Na regulação da velocidade de frequência variável dos ventiladores induzidos, quando o processo exige que o motor desacelere e pare rapidamente, a velocidade síncrona do motor diminui com a frequência de saída do inversor, mas devido à grande inércia de tais cargas, a velocidade do rotor do motor não pode ser reduzida imediatamente. Quando a velocidade síncrona é menor que a velocidade do rotor, a saída de torque no eixo do motor se torna o torque de frenagem, o que reduz a velocidade do motor. Nesse momento, o motor se torna um estado de geração de energia e a energia elétrica regenerada é alimentada de volta ao circuito CC. Como a energia elétrica do circuito CC não pode ser alimentada de volta à rede elétrica, não é suficiente para confiar apenas na absorção de resistência do inversor com energia limitada. O acúmulo de carga faz com que a tensão suba continuamente e a tensão excessiva danificará os componentes internos. Para garantir a segurança do inversor, a proteção interna de sobretensão será ativada, fazendo com que o inversor pare. Para manter a operação estável do inversor nesses ambientes industriais, a energia elétrica alimentada no estado de frenagem de geração de energia motora deve ser consumida.

Ao instalar uma unidade de resistor de frenagem no barramento DC do inversor, a energia elétrica regenerada é consumida na forma de energia térmica para obter redução ou estacionamento rápido de velocidade. Inclui uma unidade de frenagem e um resistor de frenagem. A função da unidade de freio é conectar o resistor do freio quando a tensão UD do circuito CC excede o limite especificado, para que a energia elétrica seja liberada na forma de calor através do resistor. A unidade do resistor do freio pode ser dividida em dois tipos: embutido e externo. O primeiro é adequado para inversores de uso geral com baixa potência, ou seja, a parte mostrada na caixa pontilhada na Figura 1; Devido ao pequeno espaço interno do inversor e às condições limitadas de dissipação de calor, o último é adequado para inversores de energia maiores ou condições de trabalho com requisitos especiais para frenagem.

Quando as condições de trabalho mudam, o motor está no estado de geração de energia e a energia é alimentada de volta ao circuito CC, para que a tensão do barramento aumente para o valor de condução da unidade de freio, a corrente flui através do resistor do freio e é consumida na forma de energia de aquecimento, a velocidade do motor diminui e a tensão do ônibus também diminui; Quando a tensão do barramento cai para o valor que a unidade de freio precisa ser desligada, o tubo de energia da unidade de freio é cortado e nenhuma corrente flui através do resistor do freio; A unidade de freio equilibra a tensão do barramento, ligando e desligando repetidamente para garantir a operação normal do sistema.

4 Aplicação da unidade de resistor de freio na produção

Em uma planta química de carvão, a recuperação do vapor flash requer dois ventiladores induzidos, equipados com dois motores de frequência variável de 18,5kW, e a velocidade é controlada por dois conversores de frequência. Em uso, devido à instabilidade da pressão de entrada, a fim de garantir a produção estável, a frequência de saída do conversor de frequência está em uma ampla gama de alterações e geralmente é necessário reduzir rapidamente a frequência. Como o conversor de frequência possui uma grande capacidade e é uma carga inercial, a redução rápida de frequência do conversor de frequência causa o barramento CC do conversor de frequência para formar uma tensão de bombeamento superior ao valor permitido em um tempo muito curto e a ação de proteção é ativada. O conversor de frequência freqüentemente para e não pode garantir uma operação estável, o que tem um sério impacto na produção. Esse problema de produção foi resolvido adicionando uma unidade de freio e um resistor de freio.

Ao adicionar uma unidade de resistor de freio, a energia elétrica de feedback é consumida na forma de energia térmica no resistor do freio, resolvendo assim a instabilidade causada pela ação de proteção causada pelo conversor de frequência que impulsiona uma grande carga inercial, redução de frequência rápida ou estacionamento rápido. Faça a regulação da velocidade de frequência variável mais amplamente usada na produção industrial.