Režim energetické zpětné vazby umožňuje zpětné vrácení energie do sítě přeměnou obnovitelné elektřiny generované při brzdění motoru na střídavý proud se stejnou frekvencí jako síť, namísto spotřeby energie přes rezistory. Mezi jeho základní procesy patří:
Přeměna energie: Ve stavu výroby energie elektromotoru generuje statorové vinutí zpětný indukční proud, který po usměrnění střídačem zvyšuje napětí stejnosměrné sběrnice.
Inverzní řízení: Když napětí na základní desce překročí prahovou hodnotu (např. 1,2násobek efektivní hodnoty síťového napětí), řiditelný transformátor (např. IGBT) se přepne do aktivního invertovaného stavu a obrátí stejnosměrný proud na střídavý proud do elektrické sítě.
Synchronní nastavení: řídicí obvod detekuje napětí, frekvenci a fázi sítě v reálném čase, aby zajistil synchronizaci zpětnovazebního proudu se sítí a zabránil harmonickému znečištění.
Klíčové komponenty a funkce
Napájecí modul
Skládá se z IGBT tranzistorů, které řídí směr toku energie pomocí PWM modulace, čímž se dosahuje přepínání režimů usměrňování a reverzace.
Potřeba odolávat vysokonapěťovým šokům, jako je například frekvenční měnič výtahu s použitím čtyřkvadrantových modulů pro podporu obousměrného toku energie.
Filtrační obvod
Vysokoúrovňová harmonická generovaná procesem reverzace je filtrována, obvykle pomocí LC obvodů, aby se zajistilo, že kvalita zpětné vazby splňuje standardy sítě.
Řídicí obvod
Dynamicky upravujte úhel spouštění měniče pro udržení stability napětí základní desky (například automatické snížení zpětnovazebního výkonu při kolísání síťového napětí).
Typické scénáře použití
Zvedací zařízení: Při vykládání těžkého zboží generuje motor energii a jednotka zpětné vazby energie dokáže získat zpět více než 80 % obnovitelné energie.
Výtahový systém: Čtyřkvadrantové frekvenční měniče dosahují úspor energie díky zpětnovazebnímu brzdění, jako je například modulární usměrňovací konstrukce výtahu.
Železniční doprava: Vysoký výkon zpětné vazby při brzdění vlaku, potřeba podpora kompatibility se sítí.
Porovnání spotřeby energie při brzdění a brzdění se zpětnou vazbou
Charakteristiky Spotřeba energie Zpětná vazba brzdné energie
Energie do rezistoru, spotřeba tepla, zpětná vazba do opětovného použití v síti
Nízká účinnost (plýtvání energií) Vysoká (míra úspory energie až 30 %)
Nízké náklady (vyžaduje se pouze brzdný odpor) Vysoké náklady (vyžaduje se složité řízení zpětného chodu)
Použitelný výkon Malý a střední výkon (<100 kW) Vysoký výkon (>100 kW)
Technické výzvy a řešení
Kompatibilita se sítí
Je nutné detekovat rozsah kolísání napětí v síti (např. ± 20 %), aby se zabránilo ovlivňování sítě zpětnovazebním proudem.
Potlačení harmonických
Snižte celkové harmonické zkreslení (THD) na <5 % použitím vícestupňové filtrace (například aktivní filtrace LC+).
Dynamická odezva
Řídicí obvod musí dokončit přepnutí režimu do 10 ms, aby se zabránilo přepětí na sběrnici.