變頻調(diào)速能量回饋控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)-資料下載頁(yè)
【導(dǎo)讀】制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量回饋電網(wǎng)的裝置。它可以克服通用變頻器傳統(tǒng)制動(dòng)電阻方式低。效、難以滿足快速制動(dòng)和頻繁正反轉(zhuǎn)的不足，使通用變頻器可在四象限運(yùn)行。設(shè)計(jì)了一種基于智能功率模。最后指出了能量回饋技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。變頻調(diào)速技術(shù)涉及電子、電工、信息與控制等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。好的應(yīng)用效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在對(duì)調(diào)速節(jié)能的一片贊譽(yù)中，人們往往忽視。了進(jìn)一步挖掘變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能潛力和提高效率的問題。第一個(gè)環(huán)節(jié)是通過變頻調(diào)速技術(shù)及其優(yōu)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)"按需供能"，另一方面是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的精密制動(dòng)，提高電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。今天，這項(xiàng)研究無疑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通用變頻器大都為電壓型交-直-交變頻器。交流電給電動(dòng)機(jī)供電。系統(tǒng)及機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。上述缺點(diǎn)決定了能耗制動(dòng)方式只能用于幾十kW以下的中小容量系統(tǒng)?；诰чl管的有源逆變電路的結(jié)構(gòu)、基本原理以及優(yōu)、缺點(diǎn)的對(duì)比?；舅悸肥窃诳煽卣鳂虻幕A(chǔ)上再反并聯(lián)
【正文】 為回饋電流提供控制信號(hào)，以決定是否開啟逆變裝置進(jìn)行能量回饋。 電流檢測(cè)及控制電路使回饋系統(tǒng)成為閉環(huán)控制系統(tǒng)。能量回饋過程中，首先要保證回饋電流的大小要滿足回饋功率的要求。同時(shí)回饋電流的控制精度和紋波大小直接影響到系統(tǒng)的控制性能，因此對(duì)電 流的實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)采用霍爾電流傳感器對(duì)回饋電流進(jìn)行檢測(cè)，霍爾電流傳感器的特點(diǎn)是體積小、響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度和線性度高，完全可以勝任電路的要求 。采用 PID 調(diào)節(jié)器和 SG3525A 型PWM 控制芯片進(jìn)行脈寬調(diào)制，綜合了滯環(huán)控制方式和 PWM 控制方式的優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確地控制回饋能量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電流控制完全符合設(shè)計(jì)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(hù)和 IPM 故障等齊全保護(hù)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。 IPM 內(nèi)部集成了高速、低耗的 IGBT 芯片和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)及過流、短路、欠壓和過熱保護(hù)電路，它提高了系統(tǒng)的性能和可靠性，降低了系統(tǒng)成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，是值得推廣的產(chǎn)品開發(fā)途徑。 5 能量回饋技術(shù)的新發(fā)展 雙 PWM控制技術(shù) 交 直 交電壓型變頻器的主電路輸入側(cè)一般是經(jīng)三相不控橋式整流器向中間直流環(huán)節(jié)的濾波電容充電，然后通過 PWM 控制下的逆變器輸入到交流電動(dòng)機(jī)上。雖然這樣的電路成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但是由于采用三相橋式不控整流器使得功率因數(shù)低、網(wǎng)測(cè)諧波污染以及無法實(shí)現(xiàn)能量 的再生利用等。消除對(duì)電網(wǎng)的諧波污染并提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行以構(gòu)成變頻技術(shù)不可回避的問題。為此， PWM 整流技術(shù)的研究，新型單位功率因數(shù)變流器的開發(fā)，在國(guó)內(nèi)外引起廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)的制動(dòng)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(fèi)了能量，又不可靠，而且制動(dòng)慢 ?；蛘咴O(shè)置一套三相有源逆變系統(tǒng)，但增加了變壓器，加大了回饋裝置的體積，增加了成本而且逆變電流波形畸變嚴(yán)重，電網(wǎng)污染重，功率因數(shù)低。而整流電路中采用自關(guān)斷器件進(jìn)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(dá)到 1，可以徹底解決對(duì)電 網(wǎng)的污染問題。 由 PWM 整流器和 PWM 逆變器無需增加任何附加電路，就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功率因數(shù)約等于 1，消除網(wǎng)側(cè)諧波污染，能量雙向流動(dòng)，方便電機(jī)四象限運(yùn)行，同時(shí)對(duì)于各種調(diào)速場(chǎng)合，使電機(jī)很快達(dá)到速度要求，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短。位變頻器雙 PWM 控制結(jié)構(gòu)，其中 ia*、 ib*、 ic*是與電網(wǎng)電壓 ea、 eb、 ec 具有同頻同相位的電流信號(hào)，經(jīng) PWM 電流控制器與實(shí)際電流 ia、 ib、 ic 比較生成 6 路 PWM 開關(guān)信號(hào)控制整流器中開關(guān)元件導(dǎo)通和關(guān)斷，是實(shí)際電流跟隨 ia*、 ib*、 ic*、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)約等于 1。雙 PWM 控制技術(shù)的工作原 理 :① 當(dāng)電機(jī)處于拖動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量由交流電網(wǎng)經(jīng)整流器中間濾波電容充電，逆變器在 PWM 控制下降能量傳送到電機(jī) 。② 當(dāng)電機(jī)處于減速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由于負(fù)載慣性作用進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，其再生能量經(jīng)逆變器中開關(guān)元件和續(xù)流二極管向中間濾波電容充電，使中間直流電壓升高，此時(shí)整流器中開關(guān)元件在 PWM 控制下降能量饋如到交流電網(wǎng)，完成能量的雙向流動(dòng)。同時(shí)由于 PWM 整流器閉環(huán)控制作用，使電網(wǎng)電流與電壓同頻同相位，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，消除了網(wǎng)側(cè)諧波污染。 雙 PWM 控制技術(shù)打破了過去變頻器的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，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(shí)現(xiàn)了電機(jī)的四象限運(yùn)行，這給變頻器技術(shù)增添了新的生機(jī)，形成了高質(zhì)量能量回饋技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
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