Energierückkopplungseinheit

Anbieter von Energierückkopplungssystemen weisen darauf hin, dass mit der gesellschaftlichen Entwicklung auch die Energieknappheit zunimmt. Um die Energieprobleme zu lindern und nachhaltige Entwicklungsstrategien zu erreichen, hat die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission Energiesparprojekte für Motorsysteme zu den zehn wichtigsten Energiesparprojekten gezählt. In industriellen Frequenzumrichtersystemen haben sich Frequenzumrichter aufgrund ihrer überlegenen Motorsteuerungsleistung zunehmend als Standard in vielen Industrieanlagen etabliert und bieten Unternehmen und Anwendern erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Der Markt ist enorm. Obwohl die Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter energieeffizienter ist als andere Verfahren, entsteht beim Bremsen des Motors zwangsläufig elektrische Energie. Herkömmliche Frequenzumrichter können diese Energie nicht nutzen, sondern verbrauchen sie über Bremswiderstände, wodurch sie ungenutzt verloren geht. Die Energierückkopplungseinheit des Frequenzumrichters kann diese Energie effektiv nutzen und so die Drehzahlregelung energieeffizienter gestalten.

Die Energierückführungseinheit ist eine Bremsvorrichtung speziell für Frequenzumrichter, die hauptsächlich in Drehzahlregelungssystemen mit hoher Trägheit und hohem Luftwiderstand eingesetzt wird. Sie ermöglicht es dem Motor, die beim Bremsvorgang erzeugte elektrische Energie in das Stromnetz zurückzuspeisen und trägt gleichzeitig zu einer schnellen Bremsfunktion bei.

In Drehzahlregelungssystemen mit variabler Frequenz kommt es bei potenziellen Energielasten wie Ölfeldpumpen, Förderanlagen im Bergbau oder großen Massenträgheitslasten wie Ventilatoren, Zementrohren, dynamischen Auswuchtmaschinen usw. sowie bei schnell bremsenden Lasten wie in Stahlwerken, großen Portalhobelmaschinen, Werkzeugmaschinenspindeln usw. zwangsläufig zu einer Energieerzeugung. Dabei wird der Motorrotor durch äußere Kräfte mitgezogen oder das Massenträgheitsmoment der Last beibehalten, wodurch die tatsächliche Motordrehzahl die vom Frequenzumrichter vorgegebene Synchrondrehzahl übersteigt. Die vom Motor erzeugte elektrische Energie wird im Zwischenkreiskondensator des Frequenzumrichters gespeichert. Wird diese Energie nicht verbraucht, steigt die Zwischenkreisspannung schnell an und beeinträchtigt den ordnungsgemäßen Betrieb des Frequenzumrichters.

Die Energierückkopplungseinheit erfasst automatisch die Gleichspannung des Frequenzumrichters, wandelt die Gleichspannung des Zwischenkreises in eine Wechselspannung mit gleicher Frequenz und Phase wie die Netzspannung um und speist diese nach mehrfacher Rauschunterdrückung in das Wechselstromnetz ein. Dadurch wird die Energierückkopplung ins Netz realisiert. Sie kann die Widerstandsbremsung vollständig ersetzen, den Platzbedarf um über 60 % reduzieren, Heizkomponenten eliminieren und eine umfassende Energieeinsparung von bis zu 20–60 % erzielen. Sie gibt reine Sinuswellen aus und speist saubere elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von über 97,5 % zurück. Gleichzeitig trägt sie wesentlich zur Verbesserung der Temperatur in industriellen Steuerungsanlagen bei und reduziert die Ausfallrate aufgrund hoher Temperaturen.