Leverandøren af inverterens energifeedbackenhed minder dig om, at energiforbruget fra den elektriske motor, der driver lasten, tegner sig for mere end 70% af det samlede strømforbrug. Derfor har energibesparelsen i den elektriske motor og den last, den driver, særlig vigtig social betydning og økonomiske fordele.
Der er to primære måder, hvorpå elmotorer og deres belastninger kan spare energi: den ene er at forbedre motorens eller belastningens driftseffektivitet, f.eks. ved at installere en elevator med en "hukommelseshjerne" - i en bygning kører flere elevatorer ofte i samme retning, hvilket forbruger en masse strøm. Hvordan gør man elevatorer smarte og energieffektive? Moderne styringsteknologi kan siges at have løst dette problem. "Kunstige neuroner" er som informationsbehandling og hukommelsesbanker, der registrerer elevatorernes drift for hver uge som en tidsperiode. Ifølge den registrerede information vil den "kunstige neuron" generere den mest energieffektive driftstilstand, styre flere elevatorer i bygningen, give dem en klar arbejdsfordeling, ankomme til den rette position på det rette tidspunkt, gøre det lettere for passagerer at komme af og på og reducere antallet af elevatorstarter og -kørseler. For gruppeelevatorer kan energibesparelserne nå over 30%. Derudover omfatter energibesparende foranstaltninger, der sigter mod at forbedre effektiviteten af elmotordriften, automatisk slukning af elevatorbelysningen, når ingen kører, automatisk stop eller lavhastighedsdrift af rulletrapper osv.; Den anden er at omdanne den mekaniske energi, som motoren omdanner til belastningen, tilbage til elektrisk energi og sende den tilbage til elnettet for at reducere motorens og belastningens strømforbrug i løbet af en tidsenhed og derved opnå målet om energibesparelse. Energifeedback er en typisk enhed til at spare elektricitet i den anden kategori.
Som bekendt har elektriske motorer mekanisk kinetisk energi, når de driver laster til at rotere. Hvis elektriske motorer trækker laster, der bevæger sig op og ned (såsom elevatorer, kraner, reservoirporte osv.), har de potentiel energi. Når den elektriske motor driver lasten til at decelerere, frigives dens mekaniske kinetiske energi; når den potentielle energibelastning falder under bevægelse (potentiel energi falder), frigives dens mekaniske energi også. Hvis disse to dele af mekanisk energi effektivt kan omdannes til elektrisk energi og sendes tilbage til vekselstrømsnettet, kan målet om energibesparelse nås.
Energibesparelsesanalyse af elevatorer
Elevatoren, der bruger frekvensomformningshastighedsregulering, har den maksimale mekaniske kinetiske energi efter at have nået den maksimale driftshastighed. Før elevatoren når måletagen, skal den gradvist sænke farten, indtil den stopper med at bevæge sig. Denne proces er den periode, hvor elevatorbelastningen frigiver mekanisk kinetisk energi. Frekvensomformeren kan omdanne den mekaniske energi i denne periode til elektrisk energi via elmotoren og lagre den i den store kondensator i frekvensomformerens DC-link. På dette tidspunkt er den store kondensator som et lille reservoir med begrænset lagerkapacitet. Hvis vandet, der sprøjtes ind i det lille reservoir, ikke aflades rettidigt, kan der opstå overløbsulykker i reservoiret. Tilsvarende kan der også opstå overspænding, hvis strømmen i kondensatoren ikke aflades rettidigt. I øjeblikket er metoden til at forstærke kondensatorer i frekvensomformere at bruge bremseenheder eller eksterne højeffektmodstande, som spilder elektriciteten i de store kondensatorer til de eksterne højeffektmodstande. Invertere kan returnere den lagrede elektricitet i store kondensatorer til elnettet uden forbrug, og dermed opnå målet om energibesparelser og eliminere behovet for højeffektmodstande, der forbruger elektricitet og genererer varme, hvilket forbedrer systemets driftsmiljø betydeligt.
Elevatoren er stadig en potentiel last, og for at kunne trække lasten jævnt består elevatorlasten af personvogne og modvægtsbalanceblokke. Først når elevatorstolens lasteevne er omkring 50 % (f.eks. en 1000 kg personelevator med omkring 7 passagerer), er elevatorstolens modvægtsbalanceblok i en grundlæggende balancetilstand af massen mellem de to sider. Ellers vil der være en masseforskel mellem elevatorstolen og modvægtsbalanceblokken, hvilket vil generere mekanisk potentiel energi under elevatorens drift. Når elevatorens tunge komponenter bevæger sig op, øges den mekaniske potentielle energi, der absorberes af elmotoren og konverteres fra elnettet. Når elevatorens tunge komponenter bevæger sig ned, falder den mekaniske potentielle energi, og den reducerede mekaniske potentielle energi frigives og konverteres til elektrisk energi, der er lagret i den store kondensator i frekvensomformerens DC-link gennem elmotoren. Energifeedbackenheden sender derefter denne del af den elektriske energi tilbage til elnettet.
Analyse, beregning og prototypetest viser, at jo hurtigere elevatorhastigheden er, jo højere etagen er, og jo lavere det mekaniske rotationsforbrug er, desto mere energi kan returneres til elnettet. Mængden af returneret elektricitet kan nå op på omkring 50 % af elevatorens samlede forbrug, hvilket betyder, at energibesparelseseffektiviteten er så høj som omkring 50 %.
Ovenstående analyse indikerer, at brugen af energifeedback-enheder har en betydelig energibesparende effekt i hurtigt op- og nedkørende udstyr såsom elevatorer og kraner. Derudover er der også en betydelig energibesparende effekt i udstyr såsom elektriske lokomotiver og portalhøvle, der ofte starter og bremser.
Struktur og grundlæggende styringsprincipper for energibesparende apparater
Hovedkredsløbsstrukturen for energifeedbackenheden er vist i figur 1, og den består hovedsageligt af en trefaset IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) fuldbro, serieinduktans, filterkondensator og nogle perifere kredsløb.
Anvendelse af energifeedback-enheder i energibesparelse i elevatorer
Figur 1: PFE-energifeedbackenheds hovedkredsløbsstruktur og tilslutningsmetodediagram
Dens udgangsterminal er forbundet til indgangsterminalerne R, S og T på elevatorfrekvensomformeren. Der er to isolationsdioder VD1 og VD2 forbundet i serie ved indgangsenden, som derefter er forbundet til frekvensomformerens PN-linje. Når elevatoren genererer elektricitet gennem regenerering, stiger elevatorfrekvensomformerens busspænding, og efter at have passeret gennem VD1 og VD2 stiger feedbackenhedens busspænding også. Når busspændingen er højere end den indstillede åbningsværdi, begynder feedbackenheden at arbejde og sender elektrisk energi tilbage til netsiden.
Funktionen af energifeedbackenheden kan beskrives ved hjælp af figur 2. Styrekredsløbet (inden for den stiplede boks) består af en programmerbar logikchip med én chip til en mikrocomputer og en perifer signalsampler, koblet med et meget redundant softwaredesign, der gør det muligt for styrekredsløbet automatisk at identificere fasefølgen, fasen, spændingen og strømmens øjeblikkelige værdier for trefaset vekselstrømsnettet og ordentligt styre IPM'en (Intelligent Power Module) til at fungere i PWM-tilstand, hvilket sikrer, at jævnstrøm hurtigt kan returneres til vekselstrømsnettet.
Anvendelse af energifeedback-enheder i energibesparelse i elevatorer
Figur 2 Funktionelt blokdiagram over energifeedbackenhed
Der findes i øjeblikket energifeedback-enheder, som har følgende egenskaber:
① Udskiftning af varmeelementer såsom bremsemodstande, eliminering af varmekilder, forbedring af maskinrumsmiljøet, reduktion af de negative virkninger af høje temperaturer på komponenter såsom motorer og styresystemer og forlængelse af elevatorers levetid;
② Det kan øjeblikkeligt eliminere pumpespændingen, effektivt forbedre elevatorens bremseevne og forbedre elevatorens komfort;
③ Ved at bruge fasestyringsstrategien kan den harmoniske interferens fra frekvensomformeren, der driver elevatoren på elnettet, effektivt undertrykkes og dermed rense elnettet;
④ Udgangsspændingens bølgeform er god, effektfaktoren er høj, der er ingen pulserende cirkulation, og dens spænding matcher netspændingen;
⑤ Effektive elektriske isoleringsforanstaltninger, der ikke forstyrrer andet elektrisk udstyr eller forstyrres af eksterne faktorer;
⑥ Produktet har en høj grad af intelligens, stabil drift, sikkerhed og pålidelighed, og forskellige fejlbeskyttelses- og alarmfunktioner er komplette;
⑦ Så længe valget er korrekt, ledningsføringen er korrekt, og der ikke er behov for fejlfinding, kan den tages i brug;
⑧ Produktet har en enkel struktur, kompakt størrelse og er nemt at installere og vedligeholde.