Die Rückkopplungsbremsung wandelt den vom Motor erzeugten erneuerbaren Strom mittels aktiver Umkehrtechnologie in Wechselstrom um, der mit der gleichen Frequenz wie das Stromnetz in dieses zurückgespeist wird, um so Energie zurückzugewinnen. Ihr Kernprinzip ist:
Spannungserkennung: Löst eine Rückkopplung aus, wenn die DC-Busspannung das 1,2-fache des Effektivwerts der Netzspannung überschreitet (z. B. bei 400-V-Systemen bis zu 678 V).
Synchrone Steuerung: Um sicherzustellen, dass der Rückkopplungsstrom mit dem Netz synchronisiert ist, ist eine genaue Erfassung der Netzfrequenz und -phase (Fehler < 1°) erforderlich.
Aktuelle Einschränkung: Der Rückkopplungsstrom wird mittels PWM-Modulation geregelt, um einen Überstrom und damit verbundene Netzstörungen (THD < 5%) zu vermeiden.
Technische Klassifizierung und Anwendungsszenarien
Anwendungsszenario für die Typimplementierung
Gleichstrom-Rückkopplungsdiode, Rückkopplung an Gleichstrom-Motherboard, Gleichstrommotor, Elektrolokomotive
AC-Rückkopplungs-Vollbrückenwechselrichter + LC-Filter, Rückkopplung an AC-Netz-Asynchronmotor, Hochleistungs-Frequenzumrichter
Gemischte Rückkopplung in Kombination mit Energiespeichern (z. B. Superkondensatoren) zur Abfederung von Instabilitäten im Energienetz oder in netzunabhängigen Systemen
Wichtige Leistungsindikatoren
Effizienz: Typische Rückkopplungseffizienz ≥95 %, Hochleistungssysteme (> 100 kW) können 97 % erreichen.
Reaktionszeit: Verzögerung <10 ms von der Erkennung der Überspannung bis zur Rückmeldung beim Neustart.
Oberwellenunterdrückung: Erfüllt die Norm IEC 61000-3-2 (THD < 5%).
Typische Anwendungsszenarien
Große Massenträgheitslasten, wie sie beispielsweise bei Zentrifugen, Walzwerken und Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien auftreten, können beim Bremsen bis zu 30 % der Nennleistung des Motors erreichen.
Bit-Energieverbrauch: Wenn der Aufzug oder Kran abstürzt, wird das Gravitationspotenzial in elektrische Energie umgewandelt und wieder ins Stromnetz eingespeist.
Schnelles Bremsen: Die Bremszeit der Werkzeugmaschinenspindel wird um mehr als 50 % reduziert.
Auswahl und Überlegungen
Netzverträglichkeit: Die Netzspannungsschwankungen sollten ≤15 % betragen, da es sonst zu Schäden am Gerät kommen kann.
Auslegung zur Wärmeableitung: Die Sperrschichttemperatur des IGBT muss <125 ℃ betragen; bei einer Windgeschwindigkeit von ≥2 m/s ist eine Zwangsluftkühlung erforderlich.
Schutzfunktion: Die Überspannungs-/Überstromschutzschwelle muss einstellbar sein (z. B. 1,2-fache Netzspannung).
Vergleich mit anderen Bremsmodi
Bremsmodus Energiemanagement Nachteile des Anwendungsszenarios
Energieverbrauch Bremswiderstandswärmeverbrauch Mittlere und geringe Leistung, niedrige Bremsleistung bei niedriger Frequenz, starke Erwärmung
Rückkopplungsbremsleistungs-Rückkopplungsnetz Hohe Leistung, häufiges Bremsen Steuerungskomplexität, hohe Kosten
Gleichstrom-Bremsstator, Gleichstrom-Elektrobremse, präzise Parkbremse, Niedriggeschwindigkeitsbremse, nur für kurzzeitigen Einsatz