Prinzip, Eigenschaften des Wechselrichter-Gleichstrom-Sammelschienen-Antriebssystems

Die übliche DC-Bus-Technologie besteht darin, ein separates Gleichrichter-/Rückkopplungsgerät zu verwenden, um eine bestimmte Gleichstromversorgung für das System in einem AC-Drehzahlregelungssystem mit mehreren Motoren bereitzustellen, und der Wechselrichter zur Drehzahlregelung ist direkt an den DC-Bus angeschlossen. Wenn das System im elektrischen Zustand arbeitet, ist der Wandler bezieht Strom vom Bus; wenn das System im Stromerzeugungszustand arbeitet, wird die Energie über den Bus und das Rückkopplungsgerät direkt ins Netz zurückgespeist, um Energie zu sparen, die Zuverlässigkeit des Gerätebetriebs zu verbessern, den Wartungsaufwand und die Stellfläche des Geräts zu reduzieren usw.

I. Ursprung des gemeinsamen Gleichstrombussystems

Bei häufigem Starten, Bremsen oder Vierquadrantenbetrieb des Motors wirkt sich die Handhabung des Bremsvorgangs nicht nur auf die dynamische Reaktion des Systems aus, sondern auch auf die Wirtschaftlichkeit des Problems. Daher ist die Rückkopplungsbremsung in den Mittelpunkt der Diskussion gerückt. Wie kann jedoch die Rückkopplungsbremsung auf einfachste Weise realisiert werden, wenn die meisten aktuellen Allzweckwechselrichter noch nicht in der Lage sind, regenerative Energie über einen separaten Wechselrichter zu realisieren?

Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird hier ein regeneratives Energierückkopplungssystem mit einem gemeinsamen Gleichstrombus eingeführt, durch das die durch das Bremsen erzeugte regenerative Energie vollständig genutzt werden kann, wodurch sowohl Strom gespart als auch die regenerative Energie effektiv genutzt werden kann.

II. Zusammensetzung des gemeinsamen DC-Bussystems

Ein gemeinsames DC-Bus-Steuerungssystem besteht normalerweise aus einer Gleichrichter-/Rückkopplungseinheit, einem gemeinsamen DC-Bus, einer Wechselrichtereinheit usw. Die Rückkopplungseinheit kann in zwei Arten unterteilt werden: Energierückkopplung durch Spartransformator und Energierückkopplung ohne Spartransformator. Durch die Energierückkopplung durch Spartransformator kann die Versorgungsspannung im Rückkopplungszweigkreis verbessert werden. Der Zweck besteht darin, dass im Rückkopplungsprozess die Zwischenkreisspannung nicht reduziert werden muss, damit der Wechselrichter eine stabilere Gleichstromversorgung erhalten kann. Energierückkopplung ohne Spartransformator dient tatsächlich dazu, das System im Rückkopplungszustand zu halten. Im Gleichrichtungsprozess wird dies durch die kontinuierliche Reduzierung der Zwischenkreisspannung mit der Phasenwinkelsteuerung erreicht.

III. Prinzip des gemeinsamen Gleichstrom-Bussystems

Wir wissen, dass der übliche Sinn eines Asynchronmotor-Multidrives eine Gleichrichterbrücke, einen DC-Bus-Stromversorgungskreis und mehrere Wechselrichter umfasst, wobei die vom Motor benötigte Energie im DC-Modus über einen PWM-Wechselrichter ausgegeben wird. Im Multidrive-Modus wird die induzierte Energie dann beim Bremsen in den DC-Schaltkreis zurückgespeist. Über den DC-Schaltkreis kann dieser Teil der Rückkopplungsenergie in anderen Motoren im elektrischen Zustand verbraucht werden. Wenn der Bremsbedarf besonders hoch ist, ist es nur erforderlich, eine gemeinsame Bremseinheit an den gemeinsamen Bus anzuschließen.

Abbildung 1 zeigt die Verdrahtung eines typischen, üblichen DC-Bus-Bremsmodus, M1 ist im elektrischen Zustand, M2 ist häufig im Stromerzeugungszustand, dreiphasige Wechselstromversorgung 380 V ist an VF1 angeschlossen.

Abb. 1 Rückkopplungsbremsverfahren mit gemeinsamer DC-Sammelschiene

Die Wechselrichter VF1 und VF2 am Motor M1 sind im elektrischen Zustand über einen gemeinsamen Gleichstrombus mit dem Bus von VF1 verbunden. Auf diese Weise wird VF2 nur als Wechselrichter verwendet. Wenn M2 im elektrischen Zustand ist, wird die erforderliche Energie über die Gleichrichterbrücke von VF1 aus dem Wechselstromnetz bezogen. Wenn M2 im Stromerzeugungszustand ist, wird die Rückkopplungsenergie über den Gleichstrombus vom elektrischen Zustand von M2 verbraucht.

IV. Vorteile eines gemeinsamen DC-Bussystems

1. Das gemeinsame DC-Bussystem ist die optimale Lösung für die Mehrmotoren-Antriebstechnologie und eine gute Lösung für den Widerspruch zwischen dem elektrischen Zustand und dem Stromerzeugungszustand des Mehrmotors. Im selben System können verschiedene Geräte gleichzeitig in unterschiedlichen Zuständen arbeiten, die Gleichrichter-Rückkopplungseinheit sorgt für eine stabile Versorgung mit öffentlicher DC-Busspannung und speist die überschüssige Energie zurück ins Netz, wodurch eine rationelle Nutzung erneuerbarer Energien ermöglicht wird.
2. Die Ausrüstung eines herkömmlichen DC-Bussystems ist kompakt und stabil. Im Mehrmotorenantriebssystem entfallen eine große Anzahl von Bremseinheiten, Bremswiderständen und anderen Peripheriegeräten, was Platzbedarf und Wartungsaufwand spart, die Ausfallstellen verringert und die Gesamtsteuerungsebene der Ausrüstung verbessert.
3. Bei Rollenförderern und anderen Antriebsanwendungen mit mehreren Motoren ist die gängige DC-Bus-Technologie eine Entwicklungsrichtung der Rollenfördergeschwindigkeitsregelung. Sie kann eine höhere dynamische und statische Leistung sowie eine präzise Geschwindigkeitsregelung erreichen und gleichzeitig die regenerative Energie des Systems sinnvoll nutzen und recyceln.

V. Einige Überlegungen zum Entwurf eines gemeinsamen DC-Bussystems

1. Der Wechselrichter muss den Gleichrichter gemeinsam nutzen. Dieser Gleichrichter ist ein spezielles Gerät für den gemeinsamen Gleichstrombus.
2. Um lange Verkabelungsstrecken zu vermeiden, sollten Wechselrichter möglichst zusammen installiert werden, vorzugsweise im selben Elektroraum.
3. Jeder Wechselrichter muss separat isoliert und geschützt werden.
4. Der allgemeine Wechselrichter kann nicht für die öffentliche Gleichstrombusnutzung verwendet werden, da sonst die Gefahr besteht, dass die Maschine explodiert.
5. Die Leistung der Motoren M1~M4 muss nicht zwangsläufig gleich sein, es muss jedoch berücksichtigt werden, ob die Rückspeiseenergie während des Abschaltens aufgebraucht werden kann.
6. Im Allgemeinen sind 4 bis 12 Betriebseinheiten (die Motorleistung kann unterschiedlich sein) für einen Satz öffentlicher Gleichstrombusse geeignet.
7. Der Wechselrichter kann einen Permanentmagnet-Synchronmotor antreiben und so das Problem des Anlaufens des Aufpralls lösen.

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