Dodavatelé zařízení pro zpětnou vazbu energie pro frekvenční měniče připomínají, že v tradičních systémech frekvenční regulace složených z univerzálních frekvenčních měničů, asynchronních motorů a mechanických zátěží se při snížení potenciální zátěže přenášené motorem může motor nacházet ve stavu rekuperačního brzdění. Nebo když motor zpomaluje z vysoké rychlosti na nízkou rychlost (včetně parkování), může se frekvence náhle snížit, ale v důsledku mechanické setrvačnosti motoru se může nacházet ve stavu rekuperační výroby energie. Mechanická energie uložená v přenosovém systému je motorem přeměněna na elektrickou energii a přes šest volnoběžných diod měniče je odeslána zpět do stejnosměrného obvodu měniče. V tomto okamžiku je měnič v usměrněném stavu. Pokud v tomto okamžiku nebudou přijata žádná opatření ke spotřebě energie v měniči kmitočtu, tato energie způsobí zvýšení napětí na akumulačním kondenzátoru v meziobvodu. Pokud je brzdění příliš rychlé nebo mechanická zátěž je zvedací zařízení, může tato energie způsobit poškození měniče kmitočtu, proto bychom měli zvážit, jak tuto energii využít.
V obecných frekvenčních měničích se běžně používají dva způsoby, jak nakládat s regenerativní energií: (1) její rozptýlení do „brzdného rezistoru“ uměle zapojeného paralelně s kondenzátorem ve stejnosměrném obvodu, což se nazývá stav výkonového brzdění; (2) pokud je energie přiváděna zpět do elektrické sítě, nazývá se to stav zpětnovazebního brzdění (také známý jako stav regenerativního brzdění). Existuje i další metoda brzdění, a to stejnosměrné brzdění, kterou lze použít v situacích, kdy je vyžadováno přesné parkování nebo když se brzdový motor před spuštěním otáčí nerovnoměrně v důsledku vnějších faktorů.
S rozvojem technologie frekvenční přeměny má konstrukce a aplikace brzdění s frekvenčním měničem, zejména nová metoda brzdění „energeticky zpětnovazební brzdění“, výhody „zpětnovazebního brzdění“ a vysoké provozní účinnosti, stejně jako výhody „energeticky spotřebovaného brzdění“, které neznečišťuje elektrickou síť a má vysokou spolehlivost.
Spotřeba energie při brzdění
Metoda využití brzdného rezistoru zabudovaného ve stejnosměrném obvodu k absorpci regenerativní elektrické energie motoru se nazývá brzdění spotřebou energie. Výhodou je jednoduchá konstrukce, žádné znečištění elektrické sítě (ve srovnání se zpětnovazebním řízením) a nízké náklady. Nevýhodou je nízká provozní účinnost, zejména při častém brzdění, které spotřebovává velké množství energie a zvyšuje kapacitu brzdného rezistoru.
Obecně platí, že u běžných měničů kmitočtu jsou nízkovýkonové měniče kmitočtu (pod 22 kW) vybaveny vestavěnou brzdnou jednotkou, která vyžaduje pouze externí brzdný rezistor. Měniče kmitočtu s vysokým výkonem (nad 22 kW) vyžadují externí brzdné jednotky a brzdné rezistory.
Zpětnovazební brzdění
Pro dosažení zpětnovazebního brzdění jsou nutné podmínky, jako je regulace napětí na stejné frekvenci a fázi, zpětnovazební regulace proudu atd. Využívá technologii aktivního střídače k invertaci regenerované elektrické energie na střídavý proud o stejné frekvenci a fázi jako elektrická síť a jejímu vrácení do sítě, čímž se dosáhne brzdění. Výhodou zpětnovazebního brzdění je, že zpětnovazební brzdění elektrické energie zlepšuje účinnost systému. Jeho nevýhodou je, že: (1) tuto metodu zpětnovazebního brzdění lze použít pouze při stabilním síťovém napětí, které není náchylné k poruchám (kolísání síťového napětí nepřesahující 10 %). Protože během provozu brzdění generátoru energie, pokud je doba poruchy napětí v elektrické síti delší než 2 ms, může dojít k selhání komutace a poškození součástí. (2) Během zpětnovazebního brzdění dochází k harmonickému znečištění elektrické sítě. (3) Řízení je složité a náklady jsou vysoké.
Nová metoda brzdění (brzdění s kondenzátorovou zpětnou vazbou)
Technologie energetické zpětné vazby využívá IGBT jako usměrňovací můstek a funkční modul IGBT dokáže dosáhnout obousměrného toku energie a zároveň pomocí vysokorychlostních DSP čipů generuje PWM řídicí impulsy. Na jedné straně dokáže reverzně převést uloženou elektrickou energii v kondenzátoru do elektrické sítě; na druhé straně lze také upravit vstupní účiník, aby se eliminovalo harmonické znečištění elektrické sítě.
Během spotřeby energie generuje DSP usměrňovací řídicí jednotky 6 vysokofrekvenčních PWM pulzů pro řízení vedení a odpojení 6 IGBT na usměrňovací straně. Vedení a odpojení IGBT spolupracují s tlumivkami na generování sinusového průběhového proudu, který je v souladu s fází vstupního napětí, čímž se eliminují harmonické generované usměrňovacím můstkem a eliminuje se znečištění elektrické sítě harmonickými.
Ve stavu generování energie je energie přiváděna zpět do stejnosměrné sběrnice přes diodu na straně střídače a s jejím akumulováním se zvyšuje i napětí na stejnosměrné sběrnici. Když překročí určitou hodnotu, spustí se zpětnovazební část na straně usměrňovače, která převádí stejnosměrný proud na střídavý. Po úpravě fáze a amplitudy je přenášen zpět do střídavé sítě, čímž se dosahuje úspory energie.