Prezentare generală a sistemului VFD DC Link: Hub de energie și suport tehnologic cheie pentru unități de frecvență variabilă

Într-un sistem de acționare cu frecvență variabilă (VFD), legătura CC, ca componentă de bază care conectează unitatea redresorului frontal-și unitatea inversor-partea din spate, îndeplinește funcții multiple, cum ar fi stocarea energiei tampon, stabilizarea tensiunii și suprimarea armonicilor. Este un subsistem cheie care determină fiabilitatea și calitatea puterii funcționării VFD. În esență, rectifică puterea de curent alternativ în putere de curent continuu, o stochează și o reglează, oferind o sursă de curent continuu stabilă și controlabilă etapei invertorului, obținând astfel o reglare precisă a vitezei și cuplului motorului.

Componentele de bază ale unui sistem de legătură CC includ un circuit redresor, un condensator de magistrală CC (sau o unitate de stocare a energiei inductoare) și circuitele de filtrare, protecție și monitorizare corespunzătoare. Circuitul redresor utilizează adesea o redresare necontrolată cu diode sau scheme de redresare controlate cu tiristor/IGBT. Primul are o structură simplă și un cost redus, potrivit pentru scenarii cu cerințe de factor de putere de intrare scăzut; acesta din urmă poate îmbunătăți factorul de putere și poate suprima armonicile prin controlul de fază, dar crește complexitatea sistemului. Tensiunea DC pulsatorie de ieșire de la redresor este filtrată de condensatorul magistralei DC pentru a forma o tensiune DC relativ stabilă, furnizând energie pentru puntea invertorului.

Funcția de bază a legăturii DC este în primul rând stocarea energiei tampon. Datorită diferențelor de temporizare dintre redresor și ieșirile invertorului (de exemplu, energia inversă generată în timpul frânării regenerative a motorului), condensatorul magistralei DC poate absorbi sau elibera diferențele instantanee de putere, prevenind fluctuațiile drastice ale tensiunii DC să afecteze stabilitatea invertorului. În al doilea rând, prin proiectarea rațională a valorii și topologiei condensatorului magistralei, armonicile laterale de intrare-poate fi suprimate eficient, reducând poluarea rețelei electrice. În special în scenariile industriale cu mai multe VFD care funcționează în paralel, un design de filtrare unificat pentru legătura DC poate îmbunătăți semnificativ calitatea generală a puterii sistemului.

În ceea ce privește caracteristicile tehnice, stabilitatea tensiunii circuitului continuu afectează direct performanța de ieșire a VFD-ului. Tensiunea excesivă a magistralei poate cauza daune de supratensiune la modulul invertorului, în timp ce o tensiune insuficientă poate duce la un cuplu de ieșire insuficient sau chiar la oprire. Prin urmare, VFD-urile moderne sunt în general echipate cu circuite de monitorizare și protecție a tensiunii continue, mecanisme de declanșare precum reducerea frecvenței, oprirea sau disiparea energiei (de exemplu, activarea rezistenței de frânare) atunci când tensiunea depășește un prag. În plus, pentru procesarea energiei regenerative, unele sisteme-de ultimă generație introduc unități de redresare sau feedback activ front-frontal (AFE) pentru a inversa energia de frânare în feedback AC care este în fază și frecvență cu rețeaua electrică, îmbunătățind eficiența energetică și reducând pierderile de căldură.

Proiectarea conexiunii de curent continuu necesită o luare în considerare cuprinzătoare a caracteristicilor puterii de intrare, inerția sarcinii, frecvența de frânare și condițiile de mediu. De exemplu, sarcinile cu inerție mare-necesită condensatoare de magistrală mai mari pentru a absorbi energia regenerativă; mediile cu temperatură înaltă-necesită utilizarea de condensatoare rezistente la temperaturi ridicate-și structuri optimizate de disipare a căldurii. Odată cu aplicarea dispozitivelor semiconductoare cu bandă largă-, frecvența de comutare și eficiența legăturilor DC continuă să se îmbunătățească, în timp ce dimensiunea și costurile sunt optimizate treptat, făcându-le mai utilizate pe scară largă în noile unități de energie, producție inteligentă și control de precizie a vitezei.

Fiind „centrul energetic” al VFD-urilor, sistemul de legătură CC realizează o potrivire flexibilă între puterea de curent alternativ și sarcina motorului prin efectele sinergice ale redresării, filtrarii, stocării energiei și protecției, oferind suport tehnic indispensabil pentru funcționarea eficientă, stabilă și inteligentă a sistemelor moderne de acționare industrială.