變頻器回饋制動原理及特點
發布日期:
2018-09-13

  變頻器制動單元供應商提醒您:在工業生產中,為了提高節電效果,減少制動過程的能量損耗,將減速能量回收反饋到電網去,達到節能功效時,它也是必須采用的。目前國內各地由于經濟高速發展而紛紛鬧電荒的時候,推廣和應用回饋制動器,具有重要的節能意義。所以加快國內相關產品的研發和生產具有重大的現實意義。


  目前,交流變頻調速系統廣泛采用簡單的能耗制動,存在浪費電能、電阻發熱嚴重,快速制動性差等缺點。而在異步電動機頻繁制動時,采用回饋制動是一種非常有效的節能方法,并且避免在制動時對環境及設備的破壞。在電力機車、采油等行業中取得令人滿意的效果。在新型電力電子器件不斷出現、性價比不斷提高,人們節能降耗意識提高的的情況下有著廣泛的應用前景。


  能量回饋制動裝置特別適用于電動機功率較大,如大于等于100kw以上,設備的轉動慣量gd2較大,屬反復短時連續工作制,從高速到低速的減速降幅較大,制動時間又短,又要強力制動的場合。為了提高節電效果,減少制動過程的能量損耗,將減速能量回收反饋到電網去,達到節能功效時,它也是必須采用的。


  回饋制動原理


  在變頻調速系統中,電動機的降速和停車是通過逐漸減小頻率來實現的,在頻率減小的瞬間,電動機的同步轉速隨之下降,而由于機械慣性的原因,電動機的轉子轉速未變,它的轉速變化是有一定時間滯后的,這時會出現實際轉速大于給定轉速,從而產生電動機反電動勢e高于變頻器直流端電壓u的情況,即e>u。這時電動機就變成發電機,非但不要電網供電,反而能向電網送電,這樣既有良好的制動效果,又將動能轉變化為電能,向電網送電而達到回收能量的效果,一舉兩得。當然必須有一套能量回饋裝置單元,進行自動的控制,才能做到,其原理框圖如圖1所示。另外,能量回饋電路還應包括交流、直流電抗器、阻容吸收器、電子開關器等。


變頻器回饋制動原理及特點

圖1 變頻器回饋制動電路原理框圖


  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,因此無法實現直流回路與電源間雙向能量傳遞,解決這個問題的最有效方法是采用有源逆變技術,整流器部分采用可逆整流器,又叫網側變流器。通過對網側變流器的控制將再生電能逆變為與電網同頻率電網同頻率、同相位的交流電回饋電網,從而實現制動。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生故障的穩定電網電壓下(電網電壓波動不大于10%),變流器才能安全地進行回饋運行。這種電路只有在不易發生故障的穩定電網電壓下(電網電壓波動不大于10%),變流器才能安全地進行回饋運行。因為在發電制動運行時,電網電壓制動時間大于2ms,則可能發生換相失敗,損壞器件。另外,本方式在深控時,功率因數低、諧波含量高、換相重疊將引起電網電壓波形畸變。同時控制復雜,成本較高。隨著全控型器件的實用化,人們又研究出斬控式可逆變流器,采用pwm控制方式。這樣網側變流器的結構與逆變器的結構完全相同,都采用pwm控制方式。


  從以上分析可知,要真正實現變頻器的能量回饋制動,關鍵是對網側變流器的控制。


  回饋制動特點


  嚴格地講,不能簡單地把網側變流器稱為“整流器”,因為它既可以作為整流器工作,又可以作為逆變器工作。由于采用了自關斷器件,通過恰當的pwm模式,可對交流電流的大小和相位進行控制,使輸入電流接近正弦波,并使系統的功率因數總是接近于1。當電動機減速制動從逆變器返回的再生功率使直流電壓升高時,可以使交流輸入電流的相位與電源電壓相位相反,以實現再生運行,并將再生功率回饋到交流電網去,系統仍能將直流電壓保持在給定值上。這種情況下,網側變流器工作在有源逆變狀態。這樣就容易實現功率的雙向流動,且具有很快的動態響應速度,同時這樣的拓撲結構使得系統能夠完全控制交流側和直流側之間的無功和有功功率的交換,且效率可高達97%,經濟效益較大,熱損耗為能耗制動的1%,同時不污染電網,功率因數約等于1,具有綠色環保的特點。所以,回饋制動可廣泛應用于pwm交流傳動的能量回饋制動場合的節能運行,特別適用于需要頻繁制動的場合,電動機的功率也較大,這時節電效果明顯,按運行的工況條件不同,平均約有20%以上的省電效果。


相關推薦

變頻器能量回饋方案參考
變頻器配套設備供應商提醒您:在通用變頻器、異步電動機和機...
變頻器配套能量回饋單元
能量回饋單元的概述  能量回饋單元是指變頻器系統中用來實...
城市碳達峰碳中和項目之一——電梯節能回饋裝置
電梯能量回饋裝置是一種開創性的電梯節能科技創新,其核心機...
變頻器外部常用配件的功能和作用
斷路器:  安裝在電源與變頻器輸入側之間。  短路斷路器...