Die wichtigsten Faktoren für die Auswahl von Energierückkopplungsgeräten im täglichen industriellen Steuerungseinsatz sind:
Lastkennlinienanpassung
Bei konstanten Drehmomentbelastungen (wie z. B. bei Kränen und Winden) ist die Auswahl von Rückkopplungseinrichtungen mit hoher dynamischer Reaktionsfähigkeit erforderlich, um eine schnelle Aufnahme regenerativer Energie zu gewährleisten.
Bei Lasten mit variablem Drehmoment (wie z. B. Lüftern und Pumpen) ist eine Anpassung der Rückkopplungsleistungsschwelle auf Basis der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie (z. B. der quadratischen Drehmomentkennlinie) erforderlich.
Leistungs- und Spannungspegel
Die Nennleistung des Rückkopplungsgeräts sollte mindestens das 1,1-fache der Nennleistung des Motors betragen, und die Busspannung sollte der Netzspannung entsprechen (z. B. 400 V/660 V System).
Für Hochleistungsgeräte (>100 kW) wird der Einsatz eines Vierquadranten-Frequenzumrichters empfohlen, der einen bidirektionalen Energiefluss unterstützt.
Netzkompatibilität
Um sicherzustellen, dass der Oberwellenverzerrungsgrad (THD) des Rückkopplungsstroms unter 5 % liegt, ist es notwendig, den Spannungsschwankungsbereich des Stromnetzes (± 20 %) zu erfassen.
Vorrang sollten Geräte mit Spannungs-/Frequenzsynchronisationserkennungsfunktion haben, um Rückkopplungsströme und Netzsynchronisation zu vermeiden.
Technische Klassifizierung und Anwendungsfälle
Typenmerkmale Anwendbare Szenarien
Separate Installation, wartungsfreundlich, erfordert jedoch zusätzliche Verkabelungsarbeiten oder Aufzugsanlagen mit begrenztem Platzangebot.
Integriert in den Frequenzumrichter, schnelle Reaktionszeit und hohe Kosten für neue Industrieanlagen (wie z. B. Zentrifugen).
Energiespeicher in Kombination mit einem Batteriespeicher, geeignet für netzunabhängige oder instabile Netzszenarien ohne Netzrückkopplung
Bewertung der wirtschaftlichen und energiesparenden Auswirkungen
Energieeinsparungsrate: Die Energierückführungsvorrichtung des Aufzugs kann 17,85 % bis 40,37 % erreichen, und die Amortisationszeit der Investition muss auf der Grundlage der Auslastung berechnet werden.
Kostenvergleich: Der Preis des Rückkopplungsgeräts ist etwa 2-3 Mal so hoch wie der des energieverbrauchsabhängigen Bremsens, aber die langfristigen Energieeinsparungen sind erheblich.
Wichtige Punkte für Installation und Wartung
Wärmeableitungsdesign
Hochleistungs-Rückkopplungsbauelemente benötigen eine Zwangsluftkühlung (z. B. explosionsgeschützte Lüfter), um sicherzustellen, dass die IGBT-Sperrschichttemperatur unter 125 ℃ liegt.
Um Wärmestau zu vermeiden, muss im Inneren des Gehäuses ein Wärmeabfuhrraum von ≥ 100 mm vorgesehen werden.
Schutzfunktion
Für das Stromnetz ist ein Schutz gegen Überspannung, Überstrom, Überhitzung und Verpolung erforderlich. Überschreitet die Busspannung das 1,2-fache des Effektivwerts des Stromnetzes, erfolgt eine automatische Abschaltung.
Vorschläge für den Auswahlprozess
Tatsächliche Lastkurve: Ermitteln Sie die maximale Rückgewinnungsenergie durch Drehmoment-Drehzahl-Tests.
Stromnetzprüfung: Überprüfung des Oberwellengehalts und der Spannungsstabilität des Stromnetzes.
Simulationsverifizierung: Verwenden Sie Tools wie MATLAB, um die Rückkopplungsstromwellenform zu simulieren und die Kontrollparameter zu optimieren.