能量回馈制动装置的型式

能量回馈制动装置的型式

上海山宇电子设备有限公司

张选正

摘要:本文较为详细的介绍有关能量回馈制动装置的相关问题,

例使用对象,基本条件,四象限运转,交电状态条件制动力矩、回馈形式、几种电路、应用场合等。关键词:变频器能量回馈回馈电路应用场合

1.能量回馈制动介绍

它适用在电动机功率较大例≥100KW以上,设备的转动惯量GD2较大,且是反复短时连续工作制,从高速到低速的减速降幅较大,制动时间又较短,又要强力制动效果,为了节电功效,减少制动过程的能量损耗,而变为能量回收反馈到电网去,达到节能功效时,是必须采用的。A.电压相位同步控制

回馈逆变器控制信号与电网电压同步。当电动机工作于发电状态,这时直流母线电压UD超过上限设定值uDH后,起动回馈逆变器,将过电压能量回馈电网,迫使UD回落。当小于下限设定值UDL后,再关闭逆变器。为防止频繁地起动和关闭是UDL<UDH,即电压控制为滞环控制方式。B、回馈电流控制

回馈电流的大小首先必须满足能量日馈功率的要求,为防止回馈时直流母线电压继续升高状态的发生,回此回馈电网的功率应≥电动机再生状态时的最大反馈功率。由于电网电压是一定的,所以回馈功率决定回馈电流。同时亦要防止冲击电流过大,也必须限制回馈电流。其工作原理见图1

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237

2.能量回馈的基本条件

3.电动机四象限运转的含义

众所周知电动机在电动状态下它的转速与力矩是同方向的,即处于I(正转),III(反转)象限运转的,当电动机在发电状态下,它的转速与力矩是相反的,即处于II(正转再

生),

IV(反转再生)图2所示:

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图2

当电动机处于发电状态时,因力矩与转方向相反,所以这时力矩具有制动作用,阻止电动机转速作用,从而起到减速或加速制动的作用。4.电动机处于发电状态制动的条件

A.电动机从高速fH到低速fL运行过程,这时频率可突变,但转子有惯性要等一段时间故

出现发电状态运行。

B.从电动机在某一个fN运行,需要停车时f=0,这个过程同样出现发电状态运行。C.位能(或势能)负载例起重机吊了重物下降时,出现n>n。,这时亦山现发电状态运行。5、不同制动方式的制动力矩

制动力矩能量去路

效果

20%消耗电阻上发热制动电阻

≤800,/0或150.200%自n强式消耗电阻上发热制动单元

80.150%动量变电能反馈回馈制动

80.100%动能变成电能而直流能耗制动

产生制动力矩

浪费

浪费

经济性差

差好差

适用功率

≤185KW

22.100KW>looKW

回收浪费

中等50—100K

6、回馈装置型式(图3A—c)

A.单机方式:一台变频器一台回馈装置适用中大功率单机图3一A

整流器

逆变器

B.多机方式:直流母线供电,适用多台电动机生产线上,投入少,效果好图3.B

c.多台变频器每台直流母线向回馈装置供电,回馈能量利用率高,降低电网谐波电流

投资较低,功率因数高,图3-C

/400V

7.常见几种回馈装置电路

A。日本安川电路图4-A—E

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图5

变频器与电源再生变流器组合时的连接例

注:对吨<22KW变频器连接电源再生变流器时,变频器的挡制IU源辅助输入端予(RO1"O)

不要直接连接至电源。需要时.心通过一隔离变胜器’J变流器土IU源隔离后连接乍lU源。电源再生单元连接例请参阅“电源再生单儿说IW书”

C.芬兰Vacon的电路(CXR)图6

DC.Lin鼬

卡H连在一起

图6

241

可满足连续制动的特殊要求,并不含任何谐波回馈电网,电流THD<4%功率因数zl,CXI是Vacon专用变频器,电路简单、调试简便、性能优良的特点是其它品牌的回馈装置处于领先,除单机品种外,还有多台电动机直流母线回馈装置,(共同图3-C但不要隔离变压器);较其它品牌的能量回馈装置可省约25%投资。8、主要应用场合

正是由于变频器的能量回馈装置系统具有的优越性,近年来不少用户结合其设备的特点要求,纷纷提出要配备变频器的能量回馈装置系统的要求,然而因有一定的技术难度,国内尚属空白,国外亦仅有ABB、西门子富士、安川、芬兰V。0n等为数不多的能提供产品;随着变频器应用领域的拓宽;这个应用技术分枝将大有发展前途的。具体来讲主要用在以下行业的设备上;使用要求更为迫切。例有;A.制药厂内的葡萄糖结晶用的高速分离机。

B.民用食糖——砂糖结晶用的高速分离机。

c.涂料厂用的涂料混合配比搅拌机。D.塑料厂用的染色机、配料机、混合机。E.洗涤厂用的中大型清洗机、脱水机、甩于机。F.酒店、宾馆、洗衣店用的洗衣、床单等清洗机。

G.中、高速各类离心机例国内有广州重型机器厂、上海化工机械厂、湘潭机械厂等的离

心机、分离机的配套。

.H.各种倾倒设备例转炉、钢水包等。

I.起重机械树桥式、塔式、门吊、电葫芦的主钩传动装置。J.一切高承载的输送带。

K.矿井中的吊笼(载人或装料),斜井矿车。L.各种闸门的启闭装置。

M.其它的工程规划中也显示出优越的性能和性价比。N.及认为需要能量回馈装置的场合皆可选用。

总之使用变频器能量回饭装置后一则改善了制动性能,二则能节约电能,因此深受用

户的欢迎和青睐,是大有发展前景的。

242

主要参考资料:

1.日本富士、安川的变频器使用说股

2.芬兰vacon的有关资料3.变频器世界2001年12期

4.电力驱动原理

5.电世界期刊。

6.个人已搞工程的体会等

能量回馈制动装置的型式

作者:作者单位:

张选正

上海山宇电子设备有限公司

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_4886457.aspx

能量回馈制动装置的型式

上海山宇电子设备有限公司

张选正

摘要:本文较为详细的介绍有关能量回馈制动装置的相关问题,

例使用对象,基本条件,四象限运转,交电状态条件制动力矩、回馈形式、几种电路、应用场合等。关键词:变频器能量回馈回馈电路应用场合

1.能量回馈制动介绍

它适用在电动机功率较大例≥100KW以上,设备的转动惯量GD2较大,且是反复短时连续工作制,从高速到低速的减速降幅较大,制动时间又较短,又要强力制动效果,为了节电功效,减少制动过程的能量损耗,而变为能量回收反馈到电网去,达到节能功效时,是必须采用的。A.电压相位同步控制

回馈逆变器控制信号与电网电压同步。当电动机工作于发电状态,这时直流母线电压UD超过上限设定值uDH后,起动回馈逆变器,将过电压能量回馈电网,迫使UD回落。当小于下限设定值UDL后,再关闭逆变器。为防止频繁地起动和关闭是UDL<UDH,即电压控制为滞环控制方式。B、回馈电流控制

回馈电流的大小首先必须满足能量日馈功率的要求,为防止回馈时直流母线电压继续升高状态的发生,回此回馈电网的功率应≥电动机再生状态时的最大反馈功率。由于电网电压是一定的,所以回馈功率决定回馈电流。同时亦要防止冲击电流过大,也必须限制回馈电流。其工作原理见图1

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237

2.能量回馈的基本条件

3.电动机四象限运转的含义

众所周知电动机在电动状态下它的转速与力矩是同方向的,即处于I(正转),III(反转)象限运转的,当电动机在发电状态下,它的转速与力矩是相反的,即处于II(正转再

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IV(反转再生)图2所示:

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A.电动机从高速fH到低速fL运行过程,这时频率可突变,但转子有惯性要等一段时间故

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B.从电动机在某一个fN运行,需要停车时f=0,这个过程同样出现发电状态运行。C.位能(或势能)负载例起重机吊了重物下降时,出现n>n。,这时亦山现发电状态运行。5、不同制动方式的制动力矩

制动力矩能量去路

效果

20%消耗电阻上发热制动电阻

≤800,/0或150.200%自n强式消耗电阻上发热制动单元

80.150%动量变电能反馈回馈制动

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产生制动力矩

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≤185KW

22.100KW>looKW

回收浪费

中等50—100K

6、回馈装置型式(图3A—c)

A.单机方式:一台变频器一台回馈装置适用中大功率单机图3一A

整流器

逆变器

B.多机方式:直流母线供电,适用多台电动机生产线上,投入少,效果好图3.B

c.多台变频器每台直流母线向回馈装置供电,回馈能量利用率高,降低电网谐波电流

投资较低,功率因数高,图3-C

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7.常见几种回馈装置电路

A。日本安川电路图4-A—E

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C.芬兰Vacon的电路(CXR)图6

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正是由于变频器的能量回馈装置系统具有的优越性,近年来不少用户结合其设备的特点要求,纷纷提出要配备变频器的能量回馈装置系统的要求,然而因有一定的技术难度,国内尚属空白,国外亦仅有ABB、西门子富士、安川、芬兰V。0n等为数不多的能提供产品;随着变频器应用领域的拓宽;这个应用技术分枝将大有发展前途的。具体来讲主要用在以下行业的设备上;使用要求更为迫切。例有;A.制药厂内的葡萄糖结晶用的高速分离机。

B.民用食糖——砂糖结晶用的高速分离机。

c.涂料厂用的涂料混合配比搅拌机。D.塑料厂用的染色机、配料机、混合机。E.洗涤厂用的中大型清洗机、脱水机、甩于机。F.酒店、宾馆、洗衣店用的洗衣、床单等清洗机。

G.中、高速各类离心机例国内有广州重型机器厂、上海化工机械厂、湘潭机械厂等的离

心机、分离机的配套。

.H.各种倾倒设备例转炉、钢水包等。

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M.其它的工程规划中也显示出优越的性能和性价比。N.及认为需要能量回馈装置的场合皆可选用。

总之使用变频器能量回饭装置后一则改善了制动性能,二则能节约电能,因此深受用

户的欢迎和青睐,是大有发展前景的。

242

主要参考资料:

1.日本富士、安川的变频器使用说股

2.芬兰vacon的有关资料3.变频器世界2001年12期

4.电力驱动原理

5.电世界期刊。

6.个人已搞工程的体会等

能量回馈制动装置的型式

作者:作者单位:

张选正

上海山宇电子设备有限公司

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_4886457.aspx


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