Pemasok perangkat umpan balik energi inverter mengingatkan Anda bahwa konsumsi energi motor listrik yang menggerakkan beban menyumbang lebih dari 70% dari total konsumsi daya. Oleh karena itu, konservasi energi motor listrik dan beban yang digerakkannya memiliki signifikansi sosial dan manfaat ekonomi yang sangat penting.
Ada dua cara utama bagi motor listrik dan bebannya untuk menghemat energi: pertama, meningkatkan efisiensi pengoperasian motor atau beban, misalnya dengan memasang lift dengan "otak memori"—di dalam gedung, beberapa lift seringkali berjalan dalam arah yang sama, yang menghabiskan banyak listrik. Bagaimana cara membuat lift pintar dan hemat energi? Teknologi kontrol modern dapat dikatakan telah memecahkan masalah ini. "Neuron buatan" seperti bank memori dan pemroses informasi, yang merekam pengoperasian lift setiap minggu dalam periode waktu tertentu. Berdasarkan informasi yang terekam, "neuron buatan" akan menghasilkan mode pengoperasian yang paling hemat energi, mengendalikan beberapa lift di dalam gedung, membuat pembagian kerja yang jelas, tiba di posisi yang tepat pada waktu yang tepat, memudahkan penumpang untuk naik dan turun, serta mengurangi frekuensi lift menyala dan berjalan. Untuk lift grup, penghematan energi dapat mencapai lebih dari 30%. Selain itu, langkah-langkah penghematan energi yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian motor listrik meliputi penghentian otomatis lampu lift saat tidak ada orang yang naik, penghentian otomatis atau pengoperasian eskalator dengan kecepatan rendah, dll.; Yang kedua adalah mengubah energi mekanik yang dihasilkan motor ke beban kembali menjadi energi listrik dan mengirimkannya kembali ke jaringan listrik, sehingga mengurangi konsumsi daya motor dan beban per satuan waktu, sehingga mencapai tujuan penghematan energi. Umpan balik energi merupakan perangkat umum untuk menghemat listrik dalam kategori kedua.
Seperti diketahui, motor listrik memiliki energi kinetik mekanik ketika menggerakkan beban untuk berputar. Jika motor listrik menarik beban yang bergerak naik turun (seperti lift, derek, pintu reservoir, dll.), mereka memiliki energi potensial. Ketika motor listrik menggerakkan beban untuk melambat, energi kinetik mekaniknya akan dilepaskan; Ketika energi potensial beban berkurang saat bergerak (energi potensial berkurang), energi mekaniknya juga akan dilepaskan. Jika kedua bagian energi mekanik ini dapat dikonversi secara efektif menjadi energi listrik dan dikirim kembali ke jaringan listrik AC, tujuan konservasi energi dapat tercapai.
Analisis penghematan energi lift
Lift yang menggunakan pengaturan kecepatan konversi frekuensi memiliki energi kinetik mekanik maksimum setelah mencapai kecepatan operasi maksimum. Sebelum mencapai lantai target, lift perlu melambat secara bertahap hingga berhenti bergerak. Proses ini adalah periode ketika beban lift melepaskan energi kinetik mekanik. Konverter frekuensi dapat mengubah energi mekanik selama periode ini menjadi energi listrik melalui motor listrik dan menyimpannya dalam kapasitor besar dari tautan DC konverter frekuensi. Pada saat ini, kapasitor besar seperti reservoir kecil dengan kapasitas penyimpanan terbatas. Jika air yang disuntikkan ke reservoir kecil tidak dibuang tepat waktu, kecelakaan luapan dapat terjadi di reservoir. Demikian pula, jika daya dalam kapasitor tidak dibuang tepat waktu, tegangan lebih juga dapat terjadi. Saat ini, metode penguatan kapasitor dalam konverter frekuensi adalah dengan menggunakan unit pengereman atau resistor daya tinggi eksternal, yang membuang listrik dalam kapasitor besar ke resistor daya tinggi eksternal. Inverter dapat mengembalikan listrik yang tersimpan dalam kapasitor besar ke jaringan listrik tanpa konsumsi, sehingga mencapai tujuan penghematan energi dan menghilangkan kebutuhan akan resistor berdaya tinggi yang mengonsumsi listrik dan menghasilkan panas, sehingga sangat meningkatkan lingkungan operasi sistem.
Lift masih merupakan beban potensial, dan agar beban dapat ditarik secara merata, beban lift terdiri dari gerbong penumpang dan blok penyeimbang beban. Hanya ketika kapasitas beban gerbong lift sekitar 50% (misalnya, lift penumpang 1000 kg dengan sekitar 7 penumpang), blok penyeimbang beban gerbong lift berada dalam keadaan keseimbangan dasar massa antara kedua sisi. Jika tidak, akan terjadi perbedaan massa antara gerbong lift dan blok penyeimbang beban, yang akan menghasilkan energi potensial mekanik selama pengoperasian lift. Ketika komponen berat lift bergerak ke atas, energi potensial mekanik yang diserap oleh motor listrik dan dikonversi dari jaringan listrik meningkat. Ketika komponen berat lift bergerak ke bawah, energi potensial mekanik berkurang, dan energi potensial mekanik yang berkurang dilepaskan dan dikonversi menjadi energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor besar pada penghubung DC konverter frekuensi melalui motor listrik. Perangkat umpan balik energi kemudian mengirimkan sebagian energi listrik ini kembali ke jaringan listrik.
Analisis, perhitungan, dan pengujian prototipe menunjukkan bahwa semakin cepat kecepatan lift, semakin tinggi lantai, dan semakin rendah konsumsi putaran mekanis, semakin banyak energi yang dapat dikembalikan ke jaringan listrik. Jumlah listrik yang dikembalikan dapat mencapai sekitar 50% dari total konsumsi lift, yang berarti efisiensi penghematan energinya mencapai sekitar 50%.
Analisis di atas menunjukkan bahwa penggunaan perangkat umpan balik energi memiliki efek penghematan energi yang signifikan pada peralatan yang bergerak cepat naik dan turun seperti lift dan derek. Selain itu, terdapat juga efek penghematan energi yang signifikan pada peralatan seperti lokomotif listrik dan gantry planer yang sering menyala dan berhenti.
Struktur dan prinsip kontrol dasar perangkat hemat energi
Struktur rangkaian utama perangkat umpan balik energi ditunjukkan pada Gambar 1, yang sebagian besar terdiri dari jembatan penuh IGBT (Transistor Bipolar Gerbang Terisolasi) tiga fasa, induktansi seri, kapasitor penyaring, dan beberapa rangkaian periferal.
Penerapan Perangkat Umpan Balik Energi dalam Konservasi Energi Lift
Gambar 1: Diagram Struktur Sirkuit Utama dan Metode Koneksi Perangkat Umpan Balik Energi PFE
Terminal keluarannya terhubung ke terminal masukan R, S, dan T dari konverter frekuensi elevator; terdapat dua dioda isolasi VD1 dan VD2 yang dihubungkan secara seri pada ujung masukan, yang kemudian dihubungkan ke jalur PN konverter frekuensi. Ketika elevator menghasilkan listrik melalui regenerasi, tegangan bus konverter frekuensi elevator meningkat, dan setelah melewati VD1 dan VD2, tegangan bus perangkat umpan balik juga meningkat. Ketika tegangan bus lebih tinggi dari nilai bukaan yang ditetapkan, perangkat umpan balik mulai bekerja dan mengalirkan kembali energi listrik ke sisi grid.
Fungsi perangkat umpan balik energi dapat dijelaskan pada Gambar 2. Rangkaian kontrol (di dalam kotak putus-putus) terdiri dari sebuah chip logika terprogram mikrokomputer chip tunggal dan sebuah pengambil sampel sinyal periferal, yang dipadukan dengan desain perangkat lunak yang sangat redundan. Hal ini memungkinkan rangkaian kontrol untuk secara otomatis mengidentifikasi urutan fasa, fasa, tegangan, dan nilai sesaat arus dari jaringan listrik AC tiga fasa, serta mengendalikan IPM (Intelligent Power Module) secara tertib agar beroperasi dalam kondisi PWM, memastikan bahwa daya DC dapat segera dikembalikan ke jaringan listrik AC.
Penerapan Perangkat Umpan Balik Energi dalam Konservasi Energi Lift
Gambar 2 Diagram blok fungsional perangkat umpan balik energi
Saat ini tersedia produk perangkat umpan balik energi, yang memiliki karakteristik sebagai berikut:
① Mengganti elemen pemanas seperti resistor pengereman, menghilangkan sumber panas, memperbaiki lingkungan ruang mesin, mengurangi efek buruk suhu tinggi pada komponen seperti motor dan sistem kontrol, dan memperpanjang masa pakai lift;
② Dapat langsung menghilangkan tegangan pompa, secara efektif meningkatkan kinerja pengereman lift, dan meningkatkan kinerja kenyamanan lift;
③ Dengan menggunakan strategi kontrol fase, gangguan harmonik dari konverter frekuensi yang menggerakkan elevator pada jaringan listrik dapat ditekan secara efektif, memurnikan jaringan listrik;
④ Bentuk gelombang tegangan keluaran bagus, faktor daya tinggi, tidak ada sirkulasi berdenyut, dan tegangannya sesuai dengan tegangan jaringan;
⑤ Memiliki tindakan isolasi listrik yang efektif yang tidak akan mengganggu peralatan listrik lainnya atau terganggu oleh faktor eksternal;
⑥ Produk memiliki tingkat kecerdasan yang tinggi, operasi yang stabil, keamanan dan keandalan, dan berbagai fungsi perlindungan kesalahan dan alarm lengkap;
⑦ Selama pemilihannya benar, pengkabelannya benar, dan tidak perlu debugging, maka dapat digunakan;
⑧ Produk ini memiliki struktur sederhana, ukuran kompak, serta mudah dipasang dan dirawat.