變頻調(diào)速能量回饋控制技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(存儲版)
【正文】 kind of new type control system based by Intelligent Power Module (IPM), and introduces the design of the main circuit, control circuit, driving and protect circuit in detail, points out the development trend of inverter energy feedback control technology at last. Keywords : Frequency Converter Energy feedback Regenerative braking PWM control Intelligent Power Module Detecting technology . 1 引言 變頻調(diào)速技術涉及電子、電工、信息與控制等多個學科領域。本文首先回顧了變頻調(diào)速能量回饋控制技術的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀。第二個環(huán)節(jié)是將由生產(chǎn)機械中儲存的動能或勢能轉(zhuǎn)換而來的電能及時地、高效地 回收 到電網(wǎng)，即通過有源逆變裝置將再生能量回饋到交流電網(wǎng)，一方面是節(jié)能降耗，另一方面是實現(xiàn)電動機的精密制動，提高電動機的動態(tài)性能。由于二極管不控整流器能量傳輸不可逆，產(chǎn)生的再生電能傳輸?shù)?直流側(cè)濾波電容上，產(chǎn)生泵升電壓。 上述缺點決定了能耗制動方式只能用于幾十 kW以下的中小容量系統(tǒng)。 眾所周知，在晶閘管逆變電路中，為保證逆變器換流的可靠性，對逆變角 β有一定的限制，即 βmin=300，同時為滿足有源逆變的條件，避免直流環(huán)流，還應使變頻器的最高直流側(cè)電壓 Udmax小于逆變電壓 Uβmin，于是帶來了兩個問題 : 1) 較大的 αmin將引起波形畸變干擾電網(wǎng)，并降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)。 (2) 可控整流 /有源逆變復用型 等人提出了以下幾種拓撲結構，其基本思路是利用一套可控整流橋既完成整流，又實現(xiàn)有源逆變，這樣就可以減小裝置的體積，降低成本。 2) 正弦波脈寬調(diào)制 (SPWM)方式 該方式控制電路僅采用一只晶體管來實現(xiàn)能量的回饋控制，使電路的結構更加簡單，且有效的抑制了低次諧波，但它需要晶閘管 S1~S6 的協(xié)調(diào)配合，同時該方案的開關損耗較大，能量回饋過程是間斷進行的。其基本思想是當直流母線電壓達到一定值時啟動該裝置，通過控制回饋電流的大小，將再生能量有效的回饋到電網(wǎng)中。其特點如下 : 1) 可廣泛應用于 PWM 交流傳動的能量回饋制動場合，克服 了晶閘管強迫換相對直流側(cè)電壓限制的缺點。 全控器件型結構 全控型器件如 GTR、 MOSFET、 IGBT 或 IPM 具有開關頻率高、集成度高和動態(tài)響應快等優(yōu)點。實驗表明，該方法線路簡單，精度高，可以很好地滿足控制系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)提供交 /直流過壓、欠壓、過流、缺相、交直流快熔保護和 IPM 故障等齊全保護措施，以保證系統(tǒng)和電路的正常工作，減小故障情況下的損失 .采用新型功率器件 智能功率模塊IPM 是本系統(tǒng)的又一特色。而整流電路中采用自關斷器件進行 PWM 控制，可是電網(wǎng)側(cè)的輸入電流接近正弦波并且功率因數(shù)達到 1，可以徹底解決對電 網(wǎng)的污染問題。 雙 PWM 控制技術打破了過去變頻器的統(tǒng)一結構，采用 PWM 整流器和 PWM 逆變器提高了 系統(tǒng)功率因數(shù)，并且實現(xiàn)了電機的四象限運行，這給變頻器技術增添了新的生機，形成了高質(zhì)量能量回饋技術的最新發(fā)展動態(tài)。傳統(tǒng)的制動方法是在中間直流環(huán)節(jié)電容兩端并聯(lián)電阻消耗能量，這既浪費了能量，又不可靠，而且制動
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