Hvernig á að samstilla off-grid umbreytara við bakup-dísilvél til ótrauðrar iðnaðarrafmagnsveitur?

Kynning á ótengdum iðnaðarlegum mikrónetum

Iðnaðar- og B2B-aðilar sem starfa í ótengdum umhverfi þurfa mjög áreiðanleg rafmagnarkerfi. Að einbeita sér að sólukrafti (PV) og rafhladunarminnum getur leitt til áhættu á langum tímabilum með lágri innkomu af sóluljósi eða við hámarksrökkun á vélarhjóli með háum kraftþörfum. Til að leysa þessar veikleikar eru oft notaðar öryggisdíselvélur í ótengd mikrónet. Þó svo að sameina staðvært aflumbur eins og ótengdan inverter með snúðvél sem er rafmagnsgjafi stofnar sér einkennandi tæknilegar áskoranasvið.

Þessi tæknilega QA-grein skoðar eðlisfræði og verkfræðilegar leysingar sem nauðsynlegar eru til að samstilla JYINS off-grid inverter með bakup-dísilvél, þannig að orkuflytjan verði ótrauð og kerfisbilunum verði koma í veg.

Spurning: Hvernig á að samstilla off-grid inverter með bakup-dísilvél til ótrauðrar iðnaðarorku?

Til að ná réttum og ótrauðum samstillingu á milli off-grid inverter og bakup-dísilvél þurfa verkfræðingar að innleiða fjölhýddan samræmisstaða. Þessi staða felur í sér virka fasa-samstillingu, samræmingu á spennusviði, sjálfvirkan dry-contact stjórnun og heppilega takmarkanir á rafhlaðustöðvun á bátaríum. Hér fylgir nákvæm útskýring á tæknilegum áskorunum, samstillingaraðferðum og skref-fyrir-skref uppsetningarskilyrðum.

Tæknileg áskorun við samruna tveggja orkugjafa

Að sameina staðvæðan inverter með vélstýrðum rafmagnsgeneratör er ekki jafn einfalt og að tengja úttök þeirra saman. Það eru þrjú helstu líkamleg og rafmállíkamleg hindrunar sem verða leystar:

• Fasa- og tíðnaskil: Þegar dísilgeneratörinn kemur í gang snýr alternatorinn á honum með hraða sem stjórnaður er af mekanískum brennivegurkerfisins. Þessi hraði ákvarðar úttakstíðnina (t.d. 50 Hz eða 60 Hz). Inverterinn framleiðir einnig sína eigin AC tilvísunssínubogu. Ef tveir rafmagnsheimildirnar eru tengdar saman þegar þær eru ekki í fasa, mun mikil skammhlekkjaraflstraum renna milli þeirra, sem eyðir úttaks-MOSFET-hljóðfærum inverterins og getur mögulega skaðað vindingu generatörsins.
• Öfug rafmagnsstraumur og vinnufall á generatori: Staðvært umvandlunaraftæki eru hönnuð til að veita rafmagn til neytenda. Ef rafhlaðan er fullt hlaðin og sólarorkuproduktið er hátt, getur umvandlunaraftækið reynt að flytja rafmagn út. Ef það er tengt generatori, er þetta rafmagn fært aftur í alternatorinn á generatorinum, sem valdar því að generatorinn virki sem samstigður rafmagnsmotor. Þetta getur leitt til vélarbundins skemmda á vélrænu hlutinum eða valdið of háum tíðnisviðvörunum á generatorinum.
• Toppspennusvör og dregiför stýris: Dieselgeneratorar hafa vélarstýrða stýri sem stilla eldsneytisáskriftina í svar við breytingum á hleðslu. Þegar mikil hleðsla er skipt frá umvandlunaraftækinu yfir á generatorann mun hraði vélarinnar (og því úttakstíðni og spenna) falla tímabundið áður en hún endurheimir sig. Fasaflækingarforrit umvandlunaraftækisins verða að meðhöndla þessar tímabundnu breytingar án þess að láta hleðsluna falla eða aftengja hana.

Fasaflækingarhringir og virk samstigun

Til að tryggja örugga tengingu á milli tveggja ræða notast háaframkvæmdar breytur, eins og JYINS Industrial Series, við Phase-Locked Loop (PLL) reiknirit í stýrihugbúnaði sínum.

Þegar dísilvél er í gangi og úttakið hennar er greint við AC-inntakstermínala breytunnar, lokar breytan ekki strax umgöngurelæinu. Í staðinn notar PLL virkt að fylgja spennubylgju vélanna.

Innri mikroforritun breytunnar mælir núll-þvertíningarpunkta AC-spennu vélanna. Síðan stillir hún þá sjálfvirkt fasavinkel og tíðni eigin AC-úttaks breytunnar til að passa við vélina. Þessi ferli er kallaður fasasamstilling.

Þegar fasaðalsskillan milli inverterins og vélbúnaðarsins er nálægt núll gráðum, og spennan og tíðni eru innan stilltunnar skilgreindra leysa, lokar inverterinn innri yfirfærslurelæinu sínu. Vegna þess að báðir sinusbylgjurnar eru fullkomlega samstilltar fer yfirferðin fram án þess að spennan verði aflaus, án fasaflukku eða rásþotu. Þetta tryggir að viðkvæm PLC-stýrikerfi, iðnaðar tölvur og rannsóknarvæði halda áfram að vinna án endurræsingar.

Stjórnskipun sjálfvirkninnar: Þurrhleypa tenging og AGS

Fyrir ótrauða virkni er nauðsynlegt að kveikja og slökkva á vélbúnaðinum sjálfvirkt eftir staða orkurannsins. Þetta er stjórnað með fallinu sjálfvirkt kveikja á vélbúnaði (AGS).

Flestir JYINS off-grid inverterar eru útbúinir innbyggðum þurrhleypa relæ. Þetta relæ virkar sem heppilegur skipti sem er tengdur við fjartengingarskammta fjarstýrslustýrisins á dieselvélbúnaðinum (t.d. Deep Sea eða ComAp stýrikerfi).

• Virkjun vegna lágrar spennu eða lágs SoC: Þegar spennan í bátarinni fellur undir fyrirfram stillt þröskuld (t.d. 46 V fyrir 48 V nafnspenna kerfi) eða þegar hlaðnunargildi (SoC) faller undir 20 %, lokar umvöndunaraftakinn AGS rýrri tenginguna. Þetta sendir keyrslusignal til generatorstjórnunarinnar.
• Varmupérsa: Generatorstjórnunaraftakinn hefst keyrsluferlið, leyfir dísilvélunni að kveikja og keyrir hana í fyrirfram stilltum varmupérsu (venjulega 30–60 sekúndur) til að stöðulaga hitastig vélanna og olíutryggð.
• Samstilling og álagning: Þegar generatorinn nálgast rauntalna snúningstölu og úttaksspennu, greinir JYINS-umvöndunaraftakinn AC-inntakið, samstillir fásu sína með PLL-tækni og skiptir síðan álaginu frá umvöndunaraftakanum yfir á generatorann.
• Kæling niður og slökkun: Þegar sólkerfið hefur endurhlaðið rafhlaðurnar í örugga stöðu (t.d. 90% SoC eða 54 V) og notkun á rafmagni minnkar, opnar umvörpunartækið AGS-þurrkuhlýfu. Stýrikerfið fyrir vélbúnaðinn fer þá í kælingarvakt (venjulega 2–3 mínútur án álagss) áður en vélin er fullkomlega slökkuð. Þetta lengir líftíma vélarinnar og krefur við hitasjokk.

Að koma í veg fyrir ofhleðslu á vélbúnaði: Smart Charging Current Limits

Einn algengasti ástæðan fyrir tjón kerfisins við samstillingu er stöðvun vélbúnaðarins. Þegar umvörpunartækið skiptir yfir á vélbúnaðinn reynir það oft að gera tvö hluti samtímis: að styðja AC-hleðslu byggingarinnar og endurhlaða rafhlaðubankann með hámarksstraumi.

Ef 5 kW JYINS umvandlari er tengdur við 6 kW rafmagnsverk, og byggingin neytir 4 kW af hleðslu, gæti rafmagnsverksbatteríahleðslu JYINS reynt að draga viðbótargögn á 3 kW til að hlaða batteríunum. Þetta krefst 7 kW frá 6 kW rafmagnsverki, sem veldur því að hraði vélarinnar lækkar, spennan fellur og öryggisbroti rafmagnsverksins virkist.

Til að leysa þetta má stilla tvo lykilstillingar í JYINS umvandlara:

• Takmarkun á straumi AC-inntaks: Þessi stilling segir umvandlaranum hámarksheildarstrauminn sem honum er heimilt að draga úr rafmagnsverkinu. Ef rafmagnsverkið er með raðstofnun á 25 A getur umvandlarinn verið stilltur þannig að takmarka AC-strauminn sem hann dregur til 20 A (með 80% öryggisviðbót).
• Dynamísk minnkun á hleðsluafli: Ef AC-hleðslan eykst mun umvandlarinn sjálfvirkt minnka straum hleðslu batteríanna til að tryggja að heildarstraumurinn sem dreginn er úr rafmagnsverkinu yppi aldrei hámarksstillt takmark á AC-inntaksstraumi. Þetta gefur forgang fyrir virkum hleðslum en verndar rafmagnsverkið gegn ofhleðslu.

Leiðbeiningar fyrir stærðarákvörðun og stillingarhraða

Til að ná bestu afköstum í B2B kerfum ættu verkfræðingar að fylgja eftirfarandi reglum um stærðarákvörðun og stillingar:

• Stærðarhlutfall: Nafnlegur samfelldur rammi dieselvélanna ætti að vera að minnsta kosti 1,5–2 sinnum nafnlegur rammi off-grid inverterins. Fyrir 10 kW inverterkerfi er mælt með generator með að minnsta kosti 15 kVA. Þetta veitir nægilega aukagetu bæði fyrir þyngri álagssupport og hleðslu á rafhlaður.
• Stillingarhraði: Stillingarhraði er hraði sem PLL inverterins getur breytt útgangsfrequensinni til að fylgja generatorinum. Í kerfum með óstöðugum vélarstýringum getur frequens generatorins breyst hratt. Ef stillingarhraðinn er stilltur of lágt mun inverterinn eiga erfðir með að læsa fasa og gæti hann hafnað innslátt frá generatorinum. Ef hann er stilltur of hátt geta hratt breytandi frequensskiptin truflað viðkvæm niðurstöðukerfi. Inverterar frá JYINS leyfa nákvæma stillingu á hraða PLL-fylgni til að passa við ákveðnar eiginleika generatora.
• Tólfur fyrir spennu og tíðni: Stilltu jafntíðnibreytara AC-inntaksspennugluggann á 'Generator Mode'. Þetta víðar leyfða spennusvæðið (t.d. 180 V til 270 V) og tíðnisvæðið (t.d. 45 Hz til 65 Hz) til að taka tillit til stundarlega falla í rýmigöngunni við þyngdarbyrjun á rafmagnsmótum án þess að valda óþarfa aftengingum.

Ályktun

Samstilling á off-grid jafntíðnibreytara við öryggisdíselvél er mjög áhrifamikil leið til að ná sannri notendavirkri áreiðanleika í fjarlægum iðnaðarverkstöðum, sjósetum og fjarskiptamiðstöðum. Með því að nota virka PLL-samstillingu á fásu JYINS, stilla áreiðanlegar AGS-stillingar og setja heppilegar takmarkanir á rafhleðslustraum geta verkfræðingar kynnst andsættan rafstraum, vernda dýrlega vélbúnað og tryggja ótraustan rafmagnsveitu fyrir mikilvægar B2B-viðskiptaaðgerðir. Val á réttum stærðarmáttum og nákvæm stilling á tíðnitólfur eru síðustu skrefin í verkfræði á áreiðanlegri, sjálfvirkri off-grid rafmagnsveitu.