Netzbildende Wechselrichtersteuerung

Ich habe an einem Projekt gearbeitet, bei dem der dreiphasige Spannungsquellen-Wechselrichter im sogenannten netzbildenden Betriebsmodus gesteuert werden muss, dh der Wechselrichter erzeugt ein dreiphasiges Netz mit fester Frequenz und Spannung. Ich habe Literatur studiert und festgestellt, dass dies heutzutage eine ziemlich häufige Aufgabe ist. Die Aufgabe wird in der Regel durch folgende Kontrollstruktur gelöst

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Mein Problem ist, dass eines der Geräte, die an das vom Wechselrichter gebildete Dreiphasennetz angeschlossen sind, ein Kompressorantrieb auf der Basis eines Käfigläufer-Induktionsmotors ist. Zwischen dem Verdichterantrieb und dem Drehstromnetz befindet sich kein leistungselektronischer Umrichter, dh der Verdichterantrieb wird über die direkte Online-Verbindung gestartet. Der Kompressorantrieb kann jederzeit mit dem Netz verbunden werden und es gibt keine direkten Informationen über seinen Anschluss (kein Drehzahlsensor des Kompressors, kein Rückmeldesignal von einem Schütz). Die einzige indirekte Information über den Verdichterantriebsanschluss ist der vom Wechselrichter aufgenommene Strom, der eine Summe der Ströme ist, die von allen an das Netz angeschlossenen Geräten verbraucht werden. Unter diesen Annahmen muss der Steueralgorithmus im digitalen Signalprozessor, der den Wechselrichter steuert, sicherstellen, dass der Kompressorantrieb erfolgreich anläuft. Auch in dem Fall, wenn die Wechselrichterspannung aufgrund des Erreichens der Stromgrenze in der inneren Regelschleife in der obigen Regelstruktur reduziert wird.

Ich habe über die Lösung dieses Problems nachgedacht und eine Idee ist mir in den Sinn gekommen. Die Idee basiert auf dem Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine

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und die Schlupfformel S = ω S ω M ω S . Mit anderen Worten, ich kann den Einschaltstrom indirekt reduzieren, indem ich den Schlupf reduziere, was durch eine Reduzierung der Netzfrequenz erreicht werden kann. Der Frequenzreduzierung sollte meines Erachtens die Netzspannungsbetragsreduzierung gemäß der Spannungs-Frequenz-Kennlinie folgen, damit der Asynchronmotor des Kompressorantriebs mit seinem Nennfluss arbeitet. Man könnte sagen, dass ich die folgende Kontrollstruktur über der oben genannten anhängen würde.

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Die Frage ist, ob diese Idee jemals funktionieren könnte und wenn ja, wie die Änderung der Netzfrequenz (P-, PI-, PID-Regler oder etwas anderes und basierend auf welchem ​​​​Signal) realisiert werden kann?

Treibt dieses "Netz" nur diesen Motor an? Denn wenn es andere Dinge antreibt, könnte die Frequenzreduzierung Probleme verursachen. Das Hinzufügen eines Frequenzumrichters (mit Start-/Stopp-Rampen) könnte eine einfachere Lösung sein.
@rdtsc danke für deine Reaktion. Leider versorgt das Netz neben dem Kompressorantrieb auch noch andere Geräte.

Antworten (2)

Eine Reduzierung der Frequenz reduziert den Motorschlupf nicht. Eine Verringerung der Frequenz verringert die Reaktanzen im Ersatzmotor des Motors und erhöht den Strom. Das Reduzieren der Spannung und Frequenz, um eine konstante V/Hz aufrechtzuerhalten, würde helfen, wäre aber nicht gut für andere Lasten.

Eine Möglichkeit wäre, die Kurzzeitstromfähigkeit des Wechselrichters zu erhöhen. Dies kann möglicherweise durch Hinzufügen einer großen Kapazität zur DC-Seite des Wechselrichters erreicht werden.

Sie können auch eine der nicht elektronischen Methoden zum Starten mit reduzierter Spannung verwenden: Stern-Dreieck, Spartransformator, Reihendrossel oder Reihenwiderstand. Ein elektronischer Niederspannungsstarter ist möglicherweise nicht mit dem Wechselrichter kompatibel. Ein Frequenzumrichter (VFD) ist eine weitere Alternative, die möglicherweise nicht mit dem Wechselrichter kompatibel ist.

Ein mit Gleichstrom betriebener VFD würde funktionieren, aber die Gleichstromquelle müsste einen Spannungsbereich haben, der mit dem VFD kompatibel ist. Abhängig von der verfügbaren DC-Quelle können Sie möglicherweise einen handelsüblichen VFD finden, der funktionieren würde.

Netzbildende Wechselrichter sind eine aufstrebende Technologie, die es Solar- und anderen auf Wechselrichtern basierenden Energiequellen ermöglicht, das Netz selbstständig neu zu starten.

Der Beginn der elektrischen Trägheit (EI) mit Phasenverzögerung der Frequenzreduzierung ist üblich. Die Sensoren, Steuerungen und die Verwendung der Park-Transformation werden verwendet, um das Design mit verbesserter Leistung bei verschiedenen Störungen zu vereinfachen.

Einzelheiten zum Studium.