Suppliers of energy feedback devices for frequency converters remind you that in traditional frequency control systems composed of general-purpose frequency converters, asynchronous motors, and mechanical loads, when the potential load transmitted by the motor is lowered, the motor may be in a regenerative braking state; Or when the motor decelerates from high speed to low speed (including parking), the frequency may suddenly decrease, but due to the mechanical inertia of the motor, it may be in a regenerative power generation state. The mechanical energy stored in the transmission system is converted into electrical energy by the motor and sent back to the DC circuit of the inverter through the six freewheeling diodes of the inverter. At this time, the inverter is in a rectified state. At this point, if no measures are taken to consume energy in the frequency converter, this energy will cause the voltage of the energy storage capacitor in the intermediate circuit to rise. If the braking is too fast or the mechanical load is a hoist, this energy may cause damage to the frequency converter, so we should consider how to utilize this energy.
In general frequency converters, there are two commonly used ways to handle regenerative energy: (1) dissipating it into a "braking resistor" artificially set in parallel with a capacitor in the DC circuit, which is called the power braking state; (2) If it is fed back to the power grid, it is called feedback braking state (also known as regenerative braking state). There is another braking method, namely DC braking, which can be used in situations where accurate parking is required or when the brake motor rotates irregularly due to external factors before starting.
With the development of frequency conversion technology, the design and application of frequency converter braking, especially the new braking method of "energy feedback braking", have the advantages of "feedback braking" and high operating efficiency, as well as the advantages of "energy consumption braking", which has no pollution to the power grid and high reliability.
Energy consumption braking
The method of using the braking resistor set in the DC circuit to absorb the regenerative electrical energy of the motor is called energy consumption braking, which has the advantage of simple construction; No pollution to the power grid (compared to feedback control), low cost; The disadvantage is low operating efficiency, especially during frequent braking, which will consume a large amount of energy and increase the capacity of the braking resistor.
Generally, in general frequency converters, low-power frequency converters (below 22kW) are equipped with a built-in brake unit, which only requires an external brake resistor. High power frequency converters (above 22kW) require external brake units and brake resistors.
Feedback braking
Pour réaliser le freinage par rétroaction d'énergie, des conditions telles que la régulation de la tension à la même fréquence et phase, et la régulation du courant de rétroaction sont nécessaires. Ce système utilise la technologie des onduleurs actifs pour convertir l'énergie électrique régénérée en courant alternatif de même fréquence et phase que le réseau électrique, puis la réinjecter dans ce dernier, réalisant ainsi le freinage. L'avantage du freinage par rétroaction réside dans l'amélioration du rendement du système grâce à la rétroaction d'énergie électrique. Ses inconvénients sont les suivants : (1) cette méthode de freinage par rétroaction ne peut être utilisée que sous une tension de réseau stable, non sujette aux défauts (fluctuations de tension inférieures à 10 %). En effet, lors du freinage par génération d'énergie, si la durée d'un défaut de tension sur le réseau est supérieure à 2 ms, un défaut de commutation peut survenir et endommager les composants. (2) La rétroaction génère des harmoniques sur le réseau électrique. (3) La commande est complexe et coûteuse.
Nouvelle méthode de freinage (freinage par rétroaction capacitive)
La technologie de récupération d'énergie utilise un IGBT comme pont redresseur. Le module fonctionnel IGBT permet un flux d'énergie bidirectionnel, tandis que des puces DSP haute vitesse génèrent des impulsions de commande PWM. D'une part, elle permet de récupérer l'énergie électrique stockée dans le condensateur et de la réinjecter dans le réseau électrique ; d'autre part, elle permet d'ajuster le facteur de puissance d'entrée afin d'éliminer les harmoniques parasites du réseau.
Lors de la consommation d'énergie, le processeur de signal numérique (DSP) de l'unité de commande de redressement génère six impulsions PWM haute fréquence pour contrôler la conduction et le blocage des six IGBT côté redressement. La conduction et le blocage des IGBT, associés aux inductances, génèrent un courant sinusoïdal en phase avec la tension d'entrée, éliminant ainsi les harmoniques produites par le pont redresseur et la pollution harmonique du réseau électrique.
En mode production d'énergie, l'énergie est réinjectée dans le bus CC via la diode côté onduleur. À mesure qu'elle s'accumule, la tension sur le bus CC augmente. Lorsqu'elle dépasse un certain seuil, le circuit de récupération d'énergie côté redresseur se met en marche, convertissant le courant continu en courant alternatif. Après ajustement de la phase et de l'amplitude, ce courant est réinjecté dans le réseau électrique alternatif, permettant ainsi des économies d'énergie.