يتيح وضع التغذية الراجعة للطاقة إعادة الطاقة إلى الشبكة عن طريق عكس الكهرباء المتجددة المُولّدة عند تشغيل المحرك إلى تيار متردد بنفس تردد الشبكة، بدلاً من استهلاك الطاقة عبر المقاومات. تشمل عملياته الأساسية ما يلي:
تحويل الطاقة: في حالة توليد الطاقة للمحرك الكهربائي، تقوم لفائف الجزء الثابت بتوليد تيار تحريض عكسي، مما يزيد من جهد ناقل التيار المستمر بعد تصحيحه بواسطة العاكس.
التحكم العكسي: عندما يتجاوز جهد اللوحة الأم الحد الأقصى (على سبيل المثال 1.2 مرة القيمة الفعالة لجهد الشبكة)، يتحول المحول القابل للتحكم (على سبيل المثال IGBT) إلى الحالة المقلوبة النشطة، مما يعكس التيار المستمر إلى التيار المتردد إلى شبكة الطاقة.
الضبط المتزامن: تكتشف دائرة التحكم جهد الشبكة والتردد والمرحلة في الوقت الفعلي لضمان مزامنة تيار التغذية الراجعة مع الشبكة وتجنب التلوث التوافقي.
المكونات والوظائف الرئيسية
وحدة الطاقة
وهو يتكون من IGBT، الذي يتحكم في اتجاه تدفق الطاقة من خلال تعديل PWM لتحقيق التصحيح والتبديل في وضع الانعكاس.
يجب أن تتحمل الصدمات ذات الجهد العالي، مثل محول تردد المصعد الكهربائي الذي يستخدم وحدات رباعية الزوايا لدعم تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه.
دائرة التصفية
يتم تصفية التوافقيات عالية المستوى الناتجة عن عملية الانعكاس، والتي تتكون عادةً من دوائر LC، لضمان أن جودة التغذية الراجعة تلبي معايير الشبكة.
دائرة التحكم
ضبط زاوية تشغيل العاكس بشكل ديناميكي للحفاظ على استقرار جهد اللوحة الأم (مثل تقليل طاقة التغذية الراجعة تلقائيًا عندما يتقلب جهد الشبكة).
سيناريوهات التطبيق النموذجية
معدات الرفع: عند تفريغ البضائع الثقيلة، يولد المحرك الطاقة، ويمكن لوحدة ردود الفعل للطاقة استعادة أكثر من 80% من الطاقة المتجددة.
نظام المصعد: تعمل محولات التردد الرباعية على تحقيق توفير الطاقة من خلال الكبح الارتجاعي، مثل تصميم التصحيح المعياري للمصعد الكهربائي.
حركة السكك الحديدية: ردود فعل عالية الطاقة عند كبح القطار، تحتاج إلى دعم توافق الشبكة.
مقارنة بين كبح استهلاك الطاقة وكبح ردود الفعل
الخصائص استهلاك الطاقة طاقة الفرامل ردود الفعل
الطاقة إلى مقاومة استهلاك الحرارة ردود الفعل لإعادة استخدام الشبكة
كفاءة منخفضة (هدر الطاقة) عالية (معدل توفير الطاقة يصل إلى 30٪)
تكلفة منخفضة (تتطلب مقاومة الكبح فقط) تكلفة عالية (تتطلب تحكمًا عكسيًا معقدًا)
الطاقة المطبقة طاقة صغيرة ومتوسطة (<100 كيلو وات) طاقة عالية (>100 كيلو وات)
التحديات والحلول التقنية
توافق الشبكة
من الضروري اكتشاف نطاق تقلب الجهد في الشبكة (على سبيل المثال ± 20٪) لتجنب تأثير تيار التغذية الراجعة على الشبكة.
قمع التوافقيات
قم بتقليل التشويه التوافقي الكلي (THD) إلى أقل من 5% باستخدام الترشيح متعدد المراحل (مثل الترشيح النشط LC+).
الاستجابة الديناميكية
يجب أن تكمل دائرة التحكم تبديل الوضع في غضون 10 مللي ثانية لمنع زيادة جهد خط الحافلة.