Преглед на VFD DC Link система: Енергиен център и ключова технологична поддръжка за задвижвания с променлива честота

В система с променливо честотно задвижване (VFD) DC връзката, като основен компонент, свързващ предния-токоизправителен модул и задния-инверторен модул, изпълнява множество функции, като енергийно буфериране, стабилизиране на напрежението и потискане на хармоници. Това е ключова подсистема, определяща надеждността и качеството на мощността на работата на VFD. По същество той преобразува променливотоковото захранване в постояннотоково, съхранява го и го регулира, осигурявайки стабилно и контролируемо постояннотоково захранване към инверторното стъпало, като по този начин се постига прецизно регулиране на скоростта и въртящия момент на двигателя.

Основните компоненти на системата за връзка с постоянен ток включват токоизправителна верига, кондензатор на DC шина (или индукторно устройство за съхранение на енергия) и съответните вериги за филтриране, защита и наблюдение. Веригата на токоизправителя често използва неконтролирано диодно изправяне или управлявани тиристорни/IGBT изправителни схеми. Първият има проста структура и ниска цена, подходящ за сценарии с изисквания за нисък фактор на входната мощност; последният може да подобри фактора на мощността и да потисне хармониците чрез фазов контрол, но увеличава сложността на системата. Изходното пулсиращо постоянно напрежение от токоизправителя се филтрира от кондензатора на DC шината, за да се образува относително стабилно постоянно напрежение, осигуряващо енергия за инверторния мост.

Основната функция на DC връзката е предимно енергийно буфериране. Поради разликите във времето между изходите на токоизправителя и инвертора (напр. обратна енергия, генерирана по време на регенеративно спиране на двигателя), кондензаторът на DC шината може да абсорбира или освобождава мигновени разлики в мощността, предотвратявайки драстичните флуктуации на DC напрежението да засегнат стабилността на инвертора. Второ, чрез рационално проектиране на стойността и топологията на кондензатора на шината, хармониците от страна на входа- могат да бъдат ефективно потиснати, намалявайки замърсяването на електрическата мрежа. Особено в промишлени сценарии с множество VFD, работещи паралелно, унифициран дизайн на филтриране за DC връзката може значително да подобри общото качество на захранването на системата.

По отношение на техническите характеристики, стабилността на напрежението на DC връзката пряко влияе върху изходната производителност на VFD. Прекомерното напрежение на шината може да причини повреда от пренапрежение на инверторния модул, докато недостатъчното напрежение може да доведе до недостатъчен изходен въртящ момент или дори до изключване. Поради това модерните VFD обикновено са оборудвани с вериги за наблюдение на постоянно напрежение и защита, задействащи механизми като намаляване на честотата, изключване или разсейване на енергия (напр. активиране на спирачния резистор), когато напрежението надвиши прага. Освен това, за обработката на регенеративна енергия, някои системи от висок клас въвеждат активни предни -крайни (AFE) коригиращи модули или модули за обратна връзка, за да инвертират спирачната енергия в AC обратна връзка, която е във фаза и честота с електрическата мрежа, като подобрява енергийната ефективност и намалява загубата на топлина.

Дизайнът на DC връзката изисква цялостно разглеждане на характеристиките на входната мощност, инерцията на товара, честотата на спиране и условията на околната среда. Например високо{1}}инерционните натоварвания изискват по-големи шинни кондензатори за абсорбиране на регенеративна енергия; среда с висока-температура налага използването на устойчиви на висока{3}}температура кондензатори и оптимизирани структури за разсейване на топлината. С прилагането на полупроводникови устройства с широк-обхват, честотата на превключване и ефективността на връзките с постоянен ток продължават да се подобряват, докато размерът и цената постепенно се оптимизират, което ги прави по-широко използвани в нови енергийни задвижвания, интелигентно производство и прецизен контрол на скоростта.

Като "енергиен център" на VFD, системата за DC връзка постига гъвкаво съвпадение между променливотоковото захранване и натоварването на двигателя чрез синергичните ефекти на коригиране, филтриране, съхранение на енергия и защита, осигурявайки незаменима техническа поддръжка за ефективната, стабилна и интелигентна работа на модерни индустриални задвижващи системи.