โซลูชันการเบรกสำหรับระบบ VFD

ภาพรวมโซลูชัน โซลูชัน บทความที่เกี่ยวข้อง

ฟังก์ชันของโซลูชันการเบรก VFD คืออะไร?

โซลูชันการเบรก VFD ใช้เพื่อจัดการพลังงานที่สร้างใหม่ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการลดความเร็วหรือการหยุดมอเตอร์ ป้องกันแรงดันไฟฟ้าบัส DC ที่มากเกินไป และรับประกันการทำงานของระบบที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โซลูชันทั่วไปรวมถึงการเบรกแบบไดนามิกและการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ ซึ่งสามารถเลือกได้ตามลักษณะโหลด ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และข้อกำหนดด้านต้นทุน

ในระบบควบคุมความเร็วแบบปรับความถี่ได้ การลดความเร็วและการหยุดมอเตอร์ทำได้โดยการลดความถี่ลงทีละน้อย ในทันทีที่ความถี่ลดลง ความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์จะลดลงตามไปด้วย ในขณะที่ความเร็วโรเตอร์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากความเฉื่อยทางกล เมื่อความเร็วซิงโครนัส w_1 ต่ำกว่าความเร็วโรเตอร์ w เฟสของกระแสโรเตอร์จะเลื่อนไปเกือบ 180 องศา ทำให้มอเตอร์เปลี่ยนจากโหมดมอเตอร์เป็นโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน แรงบิดบนเพลามอเตอร์จะกลายเป็นแรงบิดเบรก T_e ซึ่งจะลดความเร็วมอเตอร์ลงอย่างรวดเร็ว ทำให้มอเตอร์อยู่ในสถานะเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ พลังงานไฟฟ้าที่สร้างใหม่ P จากมอเตอร์จะถูกป้อนกลับเข้าสู่วงจร DC ผ่านการเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นผ่านไดโอดฟรีวีลลิ่ง เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าในวงจร DC ไม่สามารถป้อนกลับไปยังกริดผ่านบริดจ์เรกติไฟเออร์ได้ จึงถูกดูดซับโดยตัวเก็บประจุของอินเวอร์เตอร์เท่านั้น แม้ว่าส่วนอื่นๆ จะใช้พลังงานไฟฟ้าได้ แต่ตัวเก็บประจุยังคงสะสมประจุในช่วงเวลาสั้นๆ ทำให้เกิด “แรงดันไฟฟ้าที่ถูกปั๊ม” ซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้า DC Ud สูงขึ้น แรงดันไฟฟ้า DC ที่มากเกินไปอาจทำให้ส่วนประกอบต่างๆ เสียหายได้ ดังนั้น จึงต้องมีมาตรการในการจัดการพลังงานที่สร้างใหม่นี้ บริษัทของเรามีโซลูชันสองแบบดังต่อไปนี้

โซลูชัน A: การเบรกแบบไดนามิก
วิธีการนี้ใช้พลังงานที่สร้างใหม่ผ่านตัวต้านทานเบรก หลักการทำงานเกี่ยวข้องกับการใช้ชอปเปอร์ (หรือที่เรียกว่าชุดเบรก) เพื่อควบคุมตัวต้านทานเบรกในการดูดซับพลังงานภายในวงจร DC ซึ่งจะทำให้ได้การเบรกที่รวดเร็ว โซลูชันนี้มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และแรงบิดเบรกสูง และไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อกริดไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถกู้คืนพลังงานที่สร้างใหม่ได้ เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ไวต่อต้นทุนหรือมีความต้องการต่ำสำหรับความเสถียรของกริด เช่น ในเครื่องหมุนเหวี่ยงมาตรฐานหรือเครื่องไส

โซลูชัน B: การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่
วิธีการนี้จะแปลงพลังงานที่สร้างใหม่เป็นกำลังไฟฟ้ากระแสสลับที่ความถี่และเฟสเดียวกันเพื่อป้อนกลับไปยังกริด โดยใช้เทคโนโลยีอินเวอร์ชันแบบแอคทีฟ ทำให้สามารถรีไซเคิลพลังงาน ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ และรองรับการทำงานแบบสี่ควอแดรนท์ อย่างไรก็ตาม ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากริดที่เสถียร (โดยความผันผวนไม่เกิน 15%) มิฉะนั้น อาจเกิดความล้มเหลวในการสับเปลี่ยนได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงต่อมลพิษฮาร์มอนิก และความซับซ้อนในการควบคุมและต้นทุนค่อนข้างสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องเบรกบ่อยครั้งและมีแหล่งจ่ายกริดที่เสถียร เช่น โหลดพลังงานศักย์ในเครนและลิฟต์

สอบถามสินค้าหรือโซลูชัน

การเบรกแบบไดนามิก การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่

การเบรกแบบไดนามิก

วิธีการที่ใช้ในการเบรกแบบไดนามิกคือการเพิ่มตัวต้านทานระบายประจุที่ด้าน DC ของไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) เพื่อระบายพลังงานกลับคืนผ่านตัวต้านทานกำลัง
จึงทำให้เกิดการเบรก (ดังแสดงในรูป)
นี่เป็นวิธีที่ตรงที่สุดในการจัดการกับพลังงานกลับคืน โดยพลังงานจะถูกระบายออกเป็นความร้อนผ่านวงจรเบรกแบบไดนามิกเฉพาะภายในตัวต้านทาน
ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่า “การเบรกแบบตัวต้านทาน” ซึ่งประกอบด้วยสองส่วนคือ ชุดเบรก และ ตัวต้านทานเบรก

1. หลักการเบรก

1. ชุดเบรก

หน้าที่ของชุดเบรกคือการกระตุ้นวงจรระบายพลังงานเมื่อแรงดันบัส DC (U_d) สูงเกินค่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ (即 แรงดันจ่ายไฟ斬波) เพื่อให้วงจร DC ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนผ่านตัวต้านทานเบรก
ชุดเบรกสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ แบบในตัวและแบบภายนอก
แบบแรกเหมาะสำหรับ VFD กำลังต่ำเอนกประสงค์ ส่วนแบบหลังใช้สำหรับ VFD กำลังสูงหรือสภาวะการทำงานที่มีข้อกำหนดการเบรกพิเศษ
ในหลักการแล้วทั้งสองแบบไม่มีความแตกต่างกัน ทั้งคู่ทำหน้าที่เป็น “สวิตช์” ในการเชื่อมต่อตัวต้านทานเบรก ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรเปรียบเทียบและสุ่มตัวอย่างแรงดัน และวงจรขับ

1.2. ตัวต้านทานเบรก

ตัวต้านทานเบรกเป็นส่วนประกอบที่ใช้ระบายพลังงานกลับคืนของมอเตอร์ในรูปของความร้อน
มีพารามิเตอร์สำคัญสองตัวคือ ค่าความต้านทาน และ ขนาดกำลังไฟฟ้า
ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน บริษัทของเราได้พัฒนาตัวต้านทานเบรกหลากหลายชนิดที่มีคุณสมบัติเด่นแตกต่างกัน
โปรดดูตารางเปรียบเทียบตัวต้านทานเบรกสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

2. กระบวนการเบรก

กระบวนการเบรกแบบไดนามิกมีดังนี้:

2.1. เมื่อมอเตอร์ลดความเร็วหรือกลับทิศภายใต้แรงภายนอก (รวมถึงถูกขับเคลื่อนโดยโหลด) มอเตอร์จะทำงานในสถานะปั่นไฟ ส่งพลังงานกลับคืนสู่บัส DC และทำให้แรงดันบัสสูงขึ้น

2.2. เมื่อแรงดันบัส DC สูงถึงแรงดัน斬波ของชุดเบรก ทรานซิสเตอร์กำลังในชุดเบรกจะถูกกระตุ้น ทำให้กระแสไหลผ่านตัวต้านทานเบรก

2.3. ตัวต้านทานเบรกระบายพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน ลดความเร็วมอเตอร์และทำให้แรงดันบัส DC ลดลง

2.4. เมื่อแรงดันบัส DC ลดลงถึงค่าตัดของชุดเบรก ทรานซิสเตอร์กำลังในชุดเบรกจะปิด หยุดการไหลของกระแสผ่านตัวต้านทานเบรก

2.5. แรงดันบัส DC จะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง และชุดเบรกจะทำซ้ำกระบวนการเปิด/ปิดนี้เพื่อควบคุมแรงดันบัส ให้ระบบทำงานได้ตามปกติ

3. ลักษณะการเบรก

ข้อดีของการเบรกแบบไดนามิก (เบรกแบบตัวต้านทาน) คือมีโครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ แรงบิดเบรกสูง และไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อโครงข่ายไฟฟ้า
อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถนำพลังงานกลับคืนมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานกลับคืนอย่างมากในระหว่างการเบรกบ่อยครั้ง และจำเป็นต้องเพิ่มขนาดกำลังของตัวต้านทานเบรก

4. การเลือกชุดเบรกและตัวต้านทานเบรก

4.1. ขั้นแรก ให้ประมาณค่าแรงบิดเบรก

โดยทั่วไป ในระหว่างการเบรกมอเตอร์ จะมีการสูญเสียภายในมอเตอร์อยู่บ้าง ประมาณ 18% ถึง 22% ของแรงบิดพิกัด
ดังนั้น หากผลการคำนวณต่ำกว่าช่วงนี้ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์เบรก

4.2. ขั้นต่อไป คำนวณค่าความต้านทานของตัวต้านทานเบรก

ระหว่างการทำงานของชุดเบรก ความผันผวนของแรงดันบัส DC ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ RC โดยที่ R คือค่าความต้านทานของตัวต้านทานเบรก และ C คือค่าความจุของตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ภายใน VFD
โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าทำงานของชุดเบรกจะตั้งไว้ที่ 710V

4.3. จากนั้น ในการเลือกชุดเบรก เกณฑ์เดียวคือกระแสทำงานสูงสุดของชุดเบรก และสูตรการคำนวณมีดังนี้:

4.4. สุดท้าย คำนวณกำลังไฟฟ้าพิกัดของตัวต้านทานเบรก

เนื่องจากตัวต้านทานเบรกทำงานในรอบการทำงานระยะสั้น ตามคุณลักษณะและข้อกำหนดทางเทคนิค เราทราบว่ากำลังไฟฟ้าที่ระบุของตัวต้านทานจะน้อยกว่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้เมื่อจ่ายไฟ
โดยทั่วไปสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:
กำลังไฟฟ้าพิกัดของตัวต้านทานเบรก = ค่าแฟกเตอร์ลดพิกัดของตัวต้านทานเบรก × กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่ใช้ระหว่างการเบรก × อัตราการใช้เบรก (%)

ตารางเปรียบเทียบชุดเบรกแต่ละซีรีส์

คุณสมบัติหลัก	LN Series 220V	LN Series 400V	GN Series
กำลังไฟฟ้าพิกัดอินเวอร์เตอร์ (Pr)	7.5KW ถึง 90KW	7.5KW ถึง 132KW	37KW ถึง 450KW
กระแสเบรกสูงสุด (I)	50A ถึง 200A	40A ถึง 200A	75A ถึง 450A
กำลังเบรกซ้ำ (Pm)	ขึ้นอยู่กับ Pr และ ED/รอบการทำงาน(%)	ขึ้นอยู่กับ Pr และ ED/รอบการทำงาน(%)	ขึ้นอยู่กับ Pr และ ED/รอบการทำงาน(%)
รอบเวลา (สูงสุด 600 วินาที ตามคำขอ)	120 วินาที มาตรฐาน	120 วินาที มาตรฐาน	120 วินาที มาตรฐาน
ED / รอบการทำงาน (สูงกว่า 40% ตามคำขอ)	สูงสุด 20%	สูงสุด 20%	สูงสุด 40%
แรงดันระบบไฟฟ้าหลัก (U) @50/60Hz	220/240V±10%	380/415V±10%	380/415V±10% 480/500V±10% 660/690V±10%
แรงดัน斬波เริ่มต้น (ปรับได้)	DC 320V±5V	DC 660V±5V	DC 660V±5V / DC 830V±5V / DC 1150V±5V
แรงดันทนฉนวน	3,000VAC นาน 1 นาที	3,000VAC นาน 1 นาที	3,000VAC นาน 1 นาที
ความต้านทานฉนวน	>20MΩ / ตัว	>20MΩ / ตัว	>20MΩ / ตัว

5. ตารางเปรียบเทียบตัวต้านทานเบรกแต่ละซีรีส์

ชนิดตัวต้านทาน	หมายเลขซีรีส์	ช่วงกำลัง (W)	ความต้านทาน	วัสดุตู้	IP	มีพัดลม	คุณสมบัติ	สถานการณ์การใช้งาน
ตัวต้านทานแบบพันลวด	RXG20	50–15,000	ปรับแต่งได้	ไม่มี	IP00	ไม่มี	ระดับ IP ต่ำ ต้นทุนต่ำ ระบายความร้อนได้ดี	ลิฟต์ เครน อินเวอร์เตอร์ความถี่
ตัวต้านทานแบบครีบอลูมิเนียม	RXLG	20–11,000	ปรับแต่งได้	ไม่มี	IP21/IP65	ไม่มี	ระดับ IP สูง โครงสร้างกะทัดรัด ไม่เหมาะกับการทำงานต่อเนื่องยาวนาน	ลิฟต์ เครน อินเวอร์เตอร์ความถี่ เครื่องฉีดพลาสติก เครื่องซีเอ็นซี หุ่นยนต์อุตสาหกรรม รถยนต์ไฟฟ้า สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
ตัวต้านทานแบบครีบอลูมิเนียมขนาดกะทัดรัด	RXLG				IP21/IP65	ไม่มี	โครงสร้างกะทัดรัด กระแสสูง ความต้านทานต่ำ	สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
ตัวต้านทานแบบฮีทซิงค์	RAD				IP21		กระแสสูง ความต้านทานต่ำ ฮีทซิงค์อลูมิเนียม แบบโมดูลาร์ สามารถประกอบหลายหน่วยเป็นโหลดขนาดกะทัดรัด	โหลดขนาดกะทัดรัดสำหรับงานเบรกในพื้นที่จำกัด

ชนิดตู้ตัวต้านทาน	หมายเลขซีรีส์	ช่วงกำลัง (KW)	ชนิดตัวต้านทาน	วัสดุตู้	IP	มีพัดลม	คุณสมบัติ	สถานการณ์การใช้งาน
ตัวต้านทานแบบครีบอลูมิเนียมหลายหน่วย	ARXU	15-50	ตัวต้านทานแบบครีบอลูมิเนียม	เหล็กแผ่นรีดเย็น	IP21/IP54	พัดลมขนาดเล็ก	ระดับ IP สูง กล่องรวมสายกันน้ำได้	ลิฟต์ เครน อินเวอร์เตอร์ความถี่
ตู้สแตนเลสตาข่าย STL	STL	6-250	ตัวต้านทานสแตนเลสแบบตาข่าย	304/316	IP54	ไม่มีสำหรับ 6-10KW, มีสำหรับ 12-200KW	กันน้ำและทนต่อละอองเกลือ	งานกลางแจ้งหนัก เช่น เครนท่าเรือและเครนหอคอย ต้องการระดับการป้องกันสูงและรองรับอินเวอร์เตอร์ความถี่หลายยี่ห้อ
ตู้สแตนเลสตาข่าย STC	STC	6-250	ตัวต้านทานสแตนเลสแบบตาข่าย	เหล็กแผ่นชุบสังกะสี	IP54	ไม่มีสำหรับ 6-10KW, มีสำหรับ 12-200KW	กันน้ำได้ในระดับหนึ่ง แต่ไม่ทนต่อละอองเกลือ	ใช้งานหนักระยะยาวทั้งในร่มและกลางแจ้ง รองรับอินเวอร์เตอร์ความถี่หลายยี่ห้อ
ตู้ตัวต้านทานเซรามิก	DBR	9-100	ตัวต้านทานแบบพันลวด	เหล็กแผ่นชุบสังกะสี	IP54	ไม่มี	โครงสร้างกะทัดรัด กระแสสูง ความต้านทานต่ำ ความสามารถในการโอเวอร์โหลดสูง ไม่ต้องใช้พัดลม มีความน่าเชื่อถือและระดับการป้องกันสูง	โหลดหนักทั้งในร่มและกลางแจ้ง รองรับอินเวอร์เตอร์ความถี่หลายยี่ห้อ การพันลวดที่ซับซ้อนและประสิทธิภาพต่ำ ไม่แนะนำ
กล่องตัวต้านทานแบบใบมีด	DBR	1-200	ตัวต้านทานแบบใบมีด	เหล็กแผ่นชุบสังกะสี	IP00	ไม่มี / มีหากต้องการ	โครงสร้างกะทัดรัด กระแสสูง ความต้านทานต่ำ ความสามารถในการโอเวอร์โหลดสูง ไม่ต้องใช้พัดลม อายุการใช้งานยาวนาน	ใช้งานหนักในร่ม ไม่รองรับความต้านทานสูง
กล่องสแตนเลสตาข่าย STB	STB	1-27	ตัวต้านทานสแตนเลสแบบตาข่าย	เหล็กแผ่นรีดเย็น	IP00	ไม่มี	ระดับการป้องกันต่ำ ระบายความร้อนได้ดี	ใช้งานหนักระยะยาวในร่ม รองรับอินเวอร์เตอร์ความถี่หลายยี่ห้อ
กล่องตัวต้านทานเซรามิก	BRB	2-36	ตัวต้านทานแบบพันลวด	เหล็กแผ่นรีดเย็น	IP00	ไม่มีสำหรับต่ำกว่า 20KW, มีสำหรับ 20-36KW	ระดับการป้องกันต่ำ ทนทานต่อแรงกระแทกต่ำ ระบายความร้อนได้ดี	ใช้งานหนักระยะยาวในร่ม รองรับอินเวอร์เตอร์ความถี่หลายยี่ห้อ
กล่องตัวต้านทานสแตนเลสเฉพาะลิฟต์	EVR	3-9	ตัวต้านทานสแตนเลสแบบตาข่าย	เหล็กแผ่นชุบสังกะสี	IP00	ไม่มี	โครงสร้างกะทัดรัด ระบายความร้อนได้ดี กันน้ำได้บางส่วน กล่องรวมสายกันน้ำ	เฉพาะลิฟต์

.subsolution-0 h4

การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่

การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ (Regenerative Braking) หรือที่เรียกว่า การเบรกแบบป้อนกลับพลังงาน (Regenerative Feed Back Braking) ทำงานโดยใช้เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟ (Active Inversion) เพื่อแปลงพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ระหว่างการลดความเร็ว/การหยุดของมอเตอร์ ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่ เฟส และแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับระบบกริด พลังงานนี้จะถูกป้อนกลับเข้าสู่กริดโดยตรง ทำให้สามารถรีไซเคิลพลังงานและแก้ไขปัญหา “แรงดันไฟฟ้าพัมปิ้ง” (Voltage Pumping) บนบัส DC ได้อย่างสมบูรณ์ พร้อมทั้งประหยัดพลังงาน ในฐานะโซลูชันการเบรกระดับสูงในระบบไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) ระบบนี้รองรับการทำงานของมอเตอร์แบบสี่ควอแดรนท์ (Four-Quadrant) และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับโหลดพลังงานศักย์ (Potential Energy Loads) หรือการเบรกบ่อยครั้ง

ส่วนประกอบหลัก

ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก: หน่วยสร้างพลังงานใหม่ (Regenerative Unit หรือ Active Inverter), วงจรกรอง (Filter Circuit), วงจรตรวจจับและควบคุม (Detection and Control Circuit), และวงจรป้องกัน (Protection Circuit) ผลิตภัณฑ์แบบบูรณาการบางรุ่นจะรวมโมดูลหลักไว้ในตู้เบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ (Regenerative Braking Cabinet) ซึ่งเหมาะสำหรับสถานการณ์คอนเวอร์เตอร์กำลังสูง

หน่วยสร้างพลังงานใหม่ (Regenerative Unit)

หัวใจสำคัญคือบริดจ์อินเวอร์เตอร์กำลังสูง (ประกอบด้วยอุปกรณ์กำลัง เช่น IGBT) ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ โดยจะควบคุมความถี่ เฟส และแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์สร้างขึ้นอย่างแม่นยำ เพื่อให้ตรงกับพารามิเตอร์ของกริด

วงจรกรอง (Filter Circuit)

รวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น รีแอคเตอร์ (Reactors) และคาปาซิเตอร์ (Capacitors) ใช้เพื่อระงับฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการอินเวอร์เตอร์ ลดมลพิษฮาร์มอนิกต่อกริด และทำให้กระแสป้อนกลับมีเสถียรภาพ

วงจรตรวจจับและควบคุม (Detection and Control Circuit)

ตรวจจับแรงดันไฟฟ้า ความถี่ เฟสของกริด และแรงดันไฟฟ้าบัส DC ของอินเวอร์เตอร์แบบเรียลไทม์ อัลกอริธึมควบคุมแบบวงปิด (Closed-Loop Control Algorithm) จะปรับสถานะการทำงานของบริดจ์อินเวอร์เตอร์ เพื่อให้แน่ใจถึงการซิงโครไนซ์และความเสถียรของการป้อนกลับกำลังไฟฟ้า

วงจรป้องกัน (Protection Circuit)

มีฟังก์ชันการป้องกัน เช่น แรงดันเกิน กระแสเกิน การสูญเสียเฟส ข้อผิดพลาดของเฟส และความผันผวนของกริดเกินค่าที่กำหนด เมื่อความผันผวนของแรงดันกริดเกิน 15% หรือเกิดข้อผิดพลาด วงจรจะตัดวงจรป้อนกลับทันทีเพื่อป้องกันการล้มเหลวในการสับเปลี่ยน (Commutation Failure) ความเสียหายของอุปกรณ์ และการแพร่กระจายของข้อบกพร่องของกริด

1. หลักการทำงาน

1.1. เมื่อมอเตอร์ลดความเร็ว หยุด หรือปล่อยพลังงานศักย์ (เช่น เครนลดภาระ ลิฟต์เคลื่อนลง) มอเตอร์จะรักษาความเร็วสูงไว้เนื่องจากความเฉื่อยทางกล ความเร็วซิงโครนัสจะต่ำกว่าความเร็วโรเตอร์ และมอเตอร์จะเข้าสู่สถานะเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกเรียงกระแสโดยไดโอดฟรีวีลลิ่ง (Freewheeling Diode) และป้อนกลับไปยังบัส DC ของคอนเวอร์เตอร์ความถี่ ทำให้แรงดันไฟฟ้าบัส Ud เพิ่มขึ้น

1.2. เมื่อแรงดันไฟฟ้าบัส DC ถึงเกณฑ์การเริ่มต้นทำงานของหน่วยสร้างพลังงานใหม่ วงจรตรวจจับจะจับสัญญาณแรงดันไฟฟ้า ความถี่ และเฟสของกริดไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ และวงจรควบคุมจะขับเคลื่อนบริดจ์อินเวอร์เตอร์ของหน่วยสร้างพลังงานใหม่ให้ทำงาน

1.3. บริดจ์อินเวอร์เตอร์จะแปลงพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่บนบัส DC ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีความถี่ เฟส และแอมพลิจูดเดียวกันกับกริดไฟฟ้า หลังจากที่วงจรกรองกรองฮาร์มอนิกออกไปแล้ว พลังงานไฟฟ้าจะถูกป้อนกลับไปยังกริดไฟฟ้า ทำให้เกิดการกู้คืนพลังงาน

1.4. เมื่อแรงดันไฟฟ้าบัส DC ลดลงถึงเกณฑ์หยุดทำงานของหน่วยสร้างพลังงานใหม่ บริดจ์อินเวอร์เตอร์จะหยุดทำงาน และกระบวนการป้อนกลับจะถูกขัดจังหวะ หากแรงดันไฟฟ้าบัสเพิ่มขึ้นอีกครั้ง กระบวนการข้างต้นจะถูกทำซ้ำ โดยจะรักษาแรงดันไฟฟ้าบัส DC ให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยเสมอ

2. กระบวนการเบรก

2.1. การสร้างพลังงาน: มอเตอร์ทำงานในสถานะเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ โดยป้อนพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่กลับไปยังวงจร DC ของ VFD ทำให้แรงดันไฟฟ้าบัส DC เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

2.2. การกระตุ้นเกณฑ์: เมื่อแรงดันไฟฟ้าบัสถึงแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นที่ตั้งไว้ของหน่วยป้อนกลับ วงจรตรวจจับจะเริ่มสุ่มตัวอย่างพารามิเตอร์ของกริดแบบเรียลไทม์ และวงจรควบคุมจะเข้าสู่สถานะทำงาน

2.3. การอินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟ: บริดจ์อินเวอร์เตอร์จะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่สอดคล้องกับมาตรฐานกริดตามสัญญาณสุ่มตัวอย่างกริด และหลังจากกรองแล้ว จะถูกป้อนกลับไปยังกริด

2.4. การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า: เมื่อพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ถูกป้อนกลับอย่างต่อเนื่อง แรงดันไฟฟ้าบัส DC จะค่อยๆ ลดลง เมื่อลดลงถึงเกณฑ์หยุด หน่วยสร้างพลังงานใหม่จะหยุดการอินเวอร์เตอร์

2.5. การตรวจสอบแบบวนรอบ: ระบบจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าบัสอย่างต่อเนื่อง หากถึงเกณฑ์เริ่มต้นอีกครั้ง กระบวนการอินเวอร์เตอร์และป้อนกลับจะทำซ้ำ เพื่อปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าบัสแบบไดนามิก เพื่อให้แน่ใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยของระบบ VFD และมอเตอร์

3. คุณสมบัติการเบรก

3.1. การกู้คืนพลังงาน มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน: พลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกป้อนกลับไปยังกริดโดยตรงและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เมื่อเทียบกับการเบรกแบบไดนามิก (Dynamic Braking) จะไม่มีการสูญเสียพลังงาน ในสถานการณ์ที่มีการเบรกบ่อยครั้งและโหลดความเฉื่อยสูง/พลังงานศักย์ ผลการประหยัดพลังงานมีความสำคัญ (อัตราการประหยัดพลังงานจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ในการเบรก)

3.2. ไม่มีการสูญเสียความร้อน ลดภาระความร้อนของอุปกรณ์: เนื่องจากไม่ใช้ตัวต้านทานในการกระจายพลังงาน จึงหลีกเลี่ยงการเกิดความร้อนจำนวนมาก ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์ทำความเย็นเพิ่มเติม ปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทำงานของอุปกรณ์ และลดต้นทุนการทำความเย็น

3.3. แรงบิดเบรกที่เสถียร รองรับการทำงานแบบสี่ควอแดรนท์: แรงบิดเอาต์พุตมีความเสถียรในระหว่างการเบรก ทำให้สามารถทำงานแบบสี่ควอแดรนท์ (การหมุนไปข้างหน้าของมอเตอร์ การหมุนย้อนกลับ การขับเคลื่อน และการเบรก) เหมาะสำหรับเครน ลิฟต์ เครื่องยกเหมือง และโหลดอื่นๆ ที่ต้องการการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับบ่อยครั้งและการยกด้วยพลังงานศักย์

3.4. ต้นทุนการดำเนินงานระยะยาวต่ำ: แม้ว่าการลงทุนเริ่มแรกจะสูงกว่า แต่ผลประโยชน์จากการประหยัดพลังงานจะชดเชยต้นทุนอุปกรณ์ตลอดอายุการใช้งานทั้งหมด นอกจากนี้ ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนตัวต้านทานเบรก ส่งผลให้ค่าบำรุงรักษาต่ำลง

4. ข้อควรระวังในการเลือกและการใช้งาน

4.1. หลักเกณฑ์หลักในการเลือก

พารามิเตอร์กริด: ยืนยันระดับแรงดันไฟฟ้าของกริด จำนวนเฟส และช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดความเสถียร ±15%

กำลังไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่: คำนวณกำลังไฟฟ้าสูงสุดและเฉลี่ยของพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ตามกำลังไฟพิกัดของมอเตอร์ ความถี่ในการเบรก และเวลาในการลดความเร็ว และเลือกหน่วยสร้างพลังงานใหม่ที่มีกำลังไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน

ลักษณะโหลด: สำหรับโหลดพลังงานศักย์ ให้พิจารณากำลังไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่ที่สอดคล้องกับความเร็วในการปล่อยสูงสุด โดยสำรองอัตรากำลังไฟฟ้าไว้ 1.2 ถึง 1.5 เท่า

ข้อกำหนดในการลดฮาร์มอนิก: เลือกรีแอคเตอร์และฟิลเตอร์ที่เหมาะสมตามมาตรฐานฮาร์มอนิกด้านกริด เพื่อให้แน่ใจว่าการปล่อยฮาร์มอนิกเป็นไปตามข้อกำหนดของกริดอุตสาหกรรม

4.2. ข้อควรระวังในการใช้งาน

4.2.1. ในระหว่างการติดตั้ง ให้ติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบแยก (Isolating Circuit Breaker) ระหว่างหน่วยสร้างพลังงานใหม่และกริดเพื่อการบำรุงรักษาเมื่อเกิดข้อบกพร่อง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟไปยังบัส DC ของ VFD มีขนาดสายไฟเพียงพอเพื่อลดการสูญเสียในสาย

4.2.2. ตรวจสอบส่วนประกอบกำลังและองค์ประกอบตรวจจับของหน่วยสร้างพลังงานใหม่อย่างสม่ำเสมอ และเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพทันทีเพื่อป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดข้อบกพร่องของกริด

4.2.3. หากมีความผันผวนของกริดไฟฟ้า สามารถติดตั้งเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้ากริด (Grid Voltage Stabilizer) เพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของระบบ

4.2.4. ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ต้องมีการต่อสายดินแยกต่างหาก เป็นอิสระจากระบบสายดินของอินเวอร์เตอร์ เพื่อป้องกันการรบกวน

5. สถานการณ์ที่เหมาะสม

การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่เหมาะสำหรับสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมที่มีกริดไฟฟ้าที่เสถียร มีการเบรก/กลับทิศบ่อยครั้ง และมีความต้องการประหยัดพลังงานสูง โดยหลักแล้วจะเข้ากันได้กับโหลดพลังงานศักย์และโหลดความเฉื่อยสูง ซึ่งรวมถึงโดยเฉพาะ:

5.1. อุปกรณ์ยก: ลิฟต์ บันไดเลื่อน เครน เครนหอคอย เครื่องยกเหมือง รอกโซ่ แพลตฟอร์มยกไฮดรอลิก

5.2. อุปกรณ์ส่งกำลังความเฉื่อยสูง: เครื่องเหวี่ยงขนาดใหญ่ เครื่องรีด เครื่องสูบน้ำมันแท่นขุดเจาะ เครนท่าเรือแบบโครงสำหรับตั้งสิ่งของ

5.3. อุปกรณ์ที่ต้องหมุนไปข้างหน้า/ย้อนกลับบ่อยครั้ง: แกนหมุนเครื่องมือกล อุปกรณ์ลำเลียงทางโลหะวิทยา สายพานลำเลียงแบบขูดในเหมือง

สถานการณ์ที่ไม่เหมาะสม: สภาพการทำงานที่มีความผันผวนของแรงดันกริดอย่างมีนัยสำคัญหรือมลพิษฮาร์มอนิกที่รุนแรง โหลดทั่วไปที่ไวต่อต้นทุนและมีความถี่ในการเบรกต่ำ (เช่น พัดลมขนาดเล็ก ปั๊ม สายพานลำเลียงมาตรฐาน) ระบบ VFD แบบสแตนด์อโลนที่ไม่มีความสามารถในการป้อนกลับกริด

.subsolution-1 h4

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

เราได้นำสินค้าหลายรายการไปใช้ในโซลูชัน "การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่"