หลักการทำงานของตัวต้านทานเบรกในตัวแปลงความถี่

ในการทำงานจริงตัวแปลงความเร็วมักจะเปลี่ยนความเร็วมอเตอร์บ่อยครั้งเริ่มต้นและหยุดอย่างต่อเนื่อง สภาพแวดล้อมการทำงานดังกล่าวทำให้กระแสของวงจรการทำงานเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับจะปรากฏขึ้น หากการออกแบบวงจรที่สมเหตุสมผลไม่ได้เกิดขึ้นมันมักจะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ควบคุมที่ไม่สามารถย้อนกลับได้!

เนื่องจากข้อดีของการควบคุมความเร็วที่ราบรื่นช่วงขนาดใหญ่และกระแสเริ่มต้นขนาดเล็กการควบคุมความเร็วความถี่ผันแปรได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการควบคุมความเร็วมอเตอร์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีความเฉื่อยขนาดใหญ่เช่นพัดลมที่เกิดขึ้นการลดความถี่อย่างรวดเร็วหรือการปิดเครื่องจะทำให้การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินความต้องการของตัวแปลงทำงานทำให้อุปกรณ์ปิดเครื่องบ่อยๆ บทความนี้จะเริ่มต้นจากหลักการทำงานของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสและตัวแปลงความถี่และอธิบายการใช้ตัวต้านทานเบรกสั้น ๆ ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมดังกล่าว

1 หลักการควบคุมความเร็วของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสเชื่อมต่อกับกระแสสลับสามเฟสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุน สนามแม่เหล็กหมุนจะตัดตัวนำปิดของโรเตอร์เพื่อสร้างกระแสเหนี่ยวนำ กระแสของโรเตอร์โต้ตอบกับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์เพื่อสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขับโรเตอร์ให้หมุน เรากำหนดความเร็วแบบซิงโครนัสเป็นความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนซึ่งแสดงโดย n 0; ความเร็วเอาต์พุตของโรเตอร์คือ n; อัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างความเร็วแบบซิงโครนัสและความเร็วของโรเตอร์ต่อความเร็วแบบซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กเรียกว่าอัตราการลื่น S, F คือความถี่พลังงานและ P คือจำนวนคู่ขั้วมอเตอร์

ความเร็วแบบซิงโครนัส: n {{0}} f/p, อัตราสลิป: s=(n 0- n)/n0, ความเร็วมอเตอร์: n =60 f/p (1- s)

จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนความถี่พลังงานจำนวนคู่ขั้วและอัตราการลื่นสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ของการเปลี่ยนความเร็วมอเตอร์ อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติเมื่อมอเตอร์ธรรมดาออกจากโรงงานจำนวนคู่ขั้วและอัตราการลื่นจะได้รับการแก้ไขและการควบคุมความเร็วแบบสเตจสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความถี่พลังงาน

1 หลักการของโครงสร้างอินเวอร์เตอร์

1.1 อินเวอร์เตอร์ประกอบด้วยวงจรหลักและวงจรควบคุม

วงจรหลักคือส่วนการแปลงความถี่พลังงานซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน มันรวมถึง "วงจรเรียงกระแส" ที่แปลงความถี่อุตสาหกรรมเป็นพลังงาน DC, "วงจรตัวกรอง" ที่ดูดซับแรงดันจังหวะและ "อินเวอร์เตอร์" ที่แปลง DC เป็น AC วงจรควบคุมเป็นวงจรที่ให้สัญญาณควบคุมไปยังวงจรหลัก มันมีวงจรเช่นการทำงาน, การตรวจจับ, การตรวจจับความเร็ว, ไดรฟ์และการป้องกัน

1.2 มุ่งเน้นไปที่หลักการทำงานของวงจรหลักของอินเวอร์เตอร์

1.2.1 วงจรการแก้ไข VD 1- VD6 สร้างวงจรวงจรวงจรวงจรวงจรเต็มคลื่นสามเฟส

1.2.1 วงจรตัวกรอง แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขคือแรงดันไฟฟ้าที่เต้นแรงและตัวเก็บประจุตัวกรอง CL มีบทบาทในการกรอง เนื่องจากตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงานมีขนาดใหญ่แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุคือ 0 เมื่อเชื่อมต่อพลังงาน ดังนั้นกระแสการชาร์จของตัวเก็บประจุตัวกรองจึงมีขนาดใหญ่มากในช่วงเวลาของพลังงาน กระแสที่มากเกินไปจะทำให้หลอดวงจรเรียงกระแสเสียหาย เพื่อ จำกัด กระแสการชาร์จตัวต้านทาน RS จะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมในขณะที่กำลังไฟของสะพานวงจรเรียงกระแส เมื่อ CL ถูกเรียกเก็บเงินในระดับหนึ่งสวิตช์บายพาส KS Short-Circuits Rs

1.2.3 วงจรอินเวอร์เตอร์ สะพานอินเวอร์เตอร์ประกอบด้วย V 1- V6 Inverts DC Power เป็นพลังงาน AC ด้วยความถี่และแอมพลิจูดที่ปรับได้ ไดโอด Freewheeling D 1- D6 จัดเตรียมช่องสำหรับกระแสปฏิกิริยาเพื่อกลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ DC; เมื่อมอเตอร์อยู่ในสถานะเบรกพลังงานไฟฟ้าที่สร้างใหม่จะกลับไปยังวงจร DC ผ่าน d 1- D6; กระบวนการผกผันของ V 1- V6 คือหลอดอินเวอร์เตอร์ทั้งสองในแขนสะพานเดียวกันจะเปิดและปิดสลับกันและ D {1- D6 ก็จำเป็นต้องมีเส้นทางในระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยน

1.2.4 การจัดเก็บพลังงานและวงจรเบรก เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้ว C และขั้ว E เพิ่มขึ้นจากเกือบ 0 V ถึงค่าแรงดันไฟฟ้า DC UD ทุกครั้งที่หลอดอินเวอร์เตอร์ V 1- สวิตช์ V6 จากสถานะในสถานะปิด บทบาทของตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงาน C1 และ C2 คือการลดอัตราการเติบโตของแรงดันไฟฟ้าเมื่อปิด V 1- V6 เมื่อมอเตอร์ชะลอความเร็วความเร็วของโรเตอร์อาจเกินความเร็วแบบซิงโครนัสในเวลานี้และอยู่ในสถานะการผลิตพลังงาน พลังงานจลน์ของระบบจะถูกป้อนกลับไปที่บัสบาร์ทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและอาจสร้างความเสียหายให้กับอินเวอร์เตอร์ ตัวต้านทานการเบรก RB ใช้เพื่อใช้พลังงานส่วนนี้
2. หลักการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสเชื่อมต่อกับกระแสสลับสามเฟสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุน สนามแม่เหล็กหมุนจะตัดตัวนำปิดของโรเตอร์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้น กระแสของโรเตอร์โต้ตอบกับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์เพื่อสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขับโรเตอร์ให้หมุน เรากำหนดความเร็วแบบซิงโครนัสเป็นความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนซึ่งแสดงโดย n 0; ความเร็วเอาต์พุตของโรเตอร์คือ n; อัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างความเร็วแบบซิงโครนัสและความเร็วของโรเตอร์ต่อความเร็วแบบซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กเรียกว่าสลิป S, F คือความถี่แหล่งจ่ายไฟและ P คือจำนวนคู่ขั้วมอเตอร์

ความเร็วแบบซิงโครนัส: n {{0}} f/p, สลิป: s=(n 0- n)/n0, ความเร็วมอเตอร์: n =60 f/p (1- s)

จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟจำนวนคู่ขั้วและอัตราการลื่นสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ของการเปลี่ยนความเร็วมอเตอร์ อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติเมื่อมอเตอร์ธรรมดาออกจากโรงงานจำนวนคู่ขั้วโลกและอัตราการลื่นจะได้รับการแก้ไขและการควบคุมความเร็วแบบสเตจสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความถี่แหล่งจ่ายไฟ

พลังงานความคิดเห็นมอเตอร์ 3 รุ่นและบทบาทของหน่วยเบรกอินเวอร์เตอร์

ในการควบคุมความเร็วความถี่ของตัวแปรของพัดลมที่เกิดขึ้นเมื่อกระบวนการต้องการมอเตอร์ที่จะชะลอตัวและหยุดอย่างรวดเร็วความเร็วแบบซิงโครนัสของมอเตอร์จะลดลงด้วยความถี่เอาท์พุทของอินเวอร์เตอร์ แต่เนื่องจากความเฉื่อยขนาดใหญ่ของโหลดดังกล่าวความเร็วของมอเตอร์จะไม่ลดลงทันที เมื่อความเร็วแบบซิงโครนัสน้อยกว่าความเร็วของโรเตอร์แรงบิดออกไปยังเพลามอเตอร์กลายเป็นแรงบิดเบรกซึ่งจะช่วยลดความเร็วของมอเตอร์ ในเวลานี้มอเตอร์จะกลายเป็นสถานะการผลิตไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกป้อนกลับไปยังวงจร DC เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าของวงจร DC ไม่สามารถป้อนกลับไปยังกริดพลังงานได้จึงไม่เพียงพอที่จะพึ่งพาการดูดซึมความต้านทานของอินเวอร์เตอร์ที่มีพลังงาน จำกัด เท่านั้น การสะสมของประจุทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปจะทำให้ส่วนประกอบภายในเสียหาย เพื่อให้แน่ใจว่าความปลอดภัยของอินเวอร์เตอร์การป้องกันแรงดันไฟฟ้าภายในจะเปิดใช้งานทำให้อินเวอร์เตอร์หยุด เพื่อรักษาการทำงานที่มั่นคงของอินเวอร์เตอร์ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมดังกล่าวพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนกลับในสถานะการเบรกการผลิตพลังงานมอเตอร์จะต้องถูกบริโภค

ด้วยการติดตั้งชุดตัวต้านทานเบรกบนบัส DC ของอินเวอร์เตอร์พลังงานไฟฟ้าที่สร้างใหม่จะถูกใช้ในรูปแบบของพลังงานความร้อนเพื่อให้ได้การลดความเร็วหรือที่จอดรถอย่างรวดเร็ว มันมีหน่วยเบรกและตัวต้านทานเบรก ฟังก์ชั่นของชุดเบรกคือการเชื่อมต่อตัวต้านทานเบรกเมื่อแรงดันไฟฟ้า UD ของวงจร DC เกินขีด จำกัด ที่ระบุเพื่อให้พลังงานไฟฟ้าถูกปล่อยออกมาในรูปแบบของความร้อนผ่านตัวต้านทาน ชุดตัวต้านทานเบรกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ในตัวและภายนอก อดีตเหมาะสำหรับอินเวอร์เตอร์อเนกประสงค์ทั่วไปที่มีพลังงานต่ำนั่นคือส่วนที่แสดงในกล่องประในรูปที่ 1; เนื่องจากพื้นที่ภายในขนาดเล็กของอินเวอร์เตอร์และเงื่อนไขการกระจายความร้อนที่ จำกัด หลังจึงเหมาะสำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานขนาดใหญ่หรือสภาพการทำงานที่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการเบรก

เมื่อสภาพการทำงานเปลี่ยนแปลงมอเตอร์อยู่ในสถานะการผลิตพลังงานและพลังงานจะถูกป้อนกลับไปยังวงจร DC เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าบัสเพิ่มขึ้นเป็นค่าการนำไฟฟ้าของหน่วยเบรกกระแสกระแสไหลผ่านตัวต้านทานเบรกและใช้พลังงานความร้อน เมื่อแรงดันไฟฟ้าบัสลดลงถึงค่าที่จำเป็นต้องปิดหน่วยเบรกท่อพลังงานของชุดเบรกจะถูกตัดออกและไม่มีกระแสไหลผ่านตัวต้านทานเบรก หน่วยเบรกสมดุลแรงดันไฟฟ้าบัสโดยเปิดและปิดซ้ำ ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของระบบ

4 แอปพลิเคชันของหน่วยตัวต้านทานเบรกในการผลิต

ในโรงงานเคมีถ่านหินการกู้คืนไอน้ำแฟลชต้องใช้พัดลมที่เกิดขึ้นสองตัวพร้อมกับมอเตอร์ความถี่ตัวแปรตัวแปร 18.5kW สองตัวและความเร็วจะถูกควบคุมโดยตัวแปลงความถี่สองตัว ในการใช้งานเนื่องจากความไม่แน่นอนของแรงดันทางเข้าเพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตที่เสถียรความถี่เอาท์พุทของตัวแปลงความถี่นั้นมีการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายและมักจำเป็นต้องลดความถี่อย่างรวดเร็ว เนื่องจากตัวแปลงความถี่มีกำลังการผลิตขนาดใหญ่และเป็นโหลดเฉื่อยการลดความถี่อย่างรวดเร็วของตัวแปลงความถี่ทำให้บัส DC ของตัวแปลงความถี่เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าปั๊มเกินกว่าค่าที่อนุญาตในเวลาอันสั้นและการดำเนินการป้องกันจะเปิดใช้งาน ตัวแปลงความถี่มักหยุดและไม่สามารถมั่นใจได้ว่าการทำงานที่มั่นคงซึ่งมีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการผลิต ปัญหาการผลิตนี้ได้รับการแก้ไขโดยการเพิ่มหน่วยเบรกและตัวต้านทานเบรก

ด้วยการเพิ่มหน่วยตัวต้านทานเบรกพลังงานไฟฟ้าป้อนกลับจะถูกใช้ในรูปแบบของพลังงานความร้อนบนตัวต้านทานเบรกดังนั้นจึงสามารถแก้ปัญหาความไม่แน่นอนที่เกิดจากการป้องกันที่เกิดจากตัวแปลงความถี่ขับเคลื่อนโหลดแรงเฉื่อยขนาดใหญ่การลดความถี่อย่างรวดเร็วหรือที่จอดรถอย่างรวดเร็ว ทำให้การควบคุมความเร็วความถี่ผันแปรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุตสาหกรรม