Pemasok unit pengereman konverter frekuensi mengingatkan Anda bahwa dalam produksi industri, untuk meningkatkan efek penghematan energi dan mengurangi kehilangan energi selama proses pengereman, pemulihan energi deselerasi dan umpan baliknya ke jaringan listrik juga diperlukan untuk mencapai efek penghematan energi. Saat ini, ketika berbagai wilayah di Tiongkok mengalami kekurangan daya akibat pesatnya perkembangan ekonomi, promosi dan penerapan rem umpan balik memiliki signifikansi penting dalam penghematan energi. Oleh karena itu, percepatan penelitian dan produksi produk terkait dalam negeri memiliki signifikansi praktis yang signifikan.
Saat ini, pengereman konsumsi energi sederhana banyak digunakan dalam sistem kendali kecepatan frekuensi variabel AC, yang memiliki kekurangan seperti pemborosan energi listrik, pemanasan resistansi yang parah, dan kinerja pengereman cepat yang buruk. Ketika motor asinkron sering mengalami pengereman, penggunaan pengereman umpan balik merupakan metode penghematan energi yang sangat efektif dan menghindari kerusakan lingkungan dan peralatan selama pengereman. Hasil yang memuaskan telah dicapai dalam industri seperti lokomotif listrik dan ekstraksi minyak. Dengan terus bermunculannya perangkat elektronika daya baru, meningkatnya efektivitas biaya, dan kesadaran masyarakat akan konservasi energi dan pengurangan konsumsi energi, terdapat beragam prospek aplikasi.
Perangkat pengereman umpan balik energi sangat cocok untuk situasi dengan daya motor besar, misalnya lebih besar atau sama dengan 100 kW, momen inersia gd2 peralatan besar, dan sistem kerja kontinu jangka pendek yang berulang. Pengurangan deselerasi dari kecepatan tinggi ke kecepatan rendah besar, waktu pengereman singkat, dan pengereman yang kuat diperlukan. Untuk meningkatkan efek penghematan energi dan mengurangi kehilangan energi selama proses pengereman, pemulihan energi deselerasi dan umpan baliknya ke jaringan listrik juga diperlukan untuk mencapai efek penghematan energi.
Prinsip pengereman umpan balik
Dalam sistem pengaturan kecepatan frekuensi variabel, perlambatan dan penghentian motor dicapai dengan mengurangi frekuensi secara bertahap. Pada saat frekuensi menurun, kecepatan sinkron motor menurun sesuai dengan itu. Namun, karena inersia mekanis, kecepatan rotor motor tetap tidak berubah, dan perubahan kecepatannya memiliki jeda waktu tertentu. Pada saat ini, kecepatan aktual akan lebih besar dari kecepatan yang diberikan, menghasilkan situasi di mana gaya gerak listrik balik e motor lebih tinggi dari tegangan terminal DC u dari konverter frekuensi, yaitu, e>u. Pada titik ini, motor listrik menjadi generator, yang tidak hanya tidak memerlukan pasokan daya dari jaringan, tetapi juga dapat mengirim listrik ke jaringan. Ini tidak hanya memiliki efek pengereman yang baik, tetapi juga mengubah energi kinetik menjadi energi listrik, yang dapat dikirim ke jaringan untuk memulihkan energi, membunuh dua burung dengan satu batu. Tentu saja, harus ada unit perangkat umpan balik energi untuk kontrol otomatis agar hal ini tercapai, seperti yang ditunjukkan pada diagram skematik Gambar 1. Selain itu, rangkaian umpan balik energi juga harus mencakup reaktor AC dan DC, penyerap resistansi kapasitansi, sakelar elektronik, dan sebagainya.
Prinsip dan karakteristik pengereman umpan balik konverter frekuensi
Gambar 1 Diagram skema rangkaian pengereman umpan balik konverter frekuensi
Seperti diketahui, rangkaian penyearah jembatan pada konverter frekuensi umum bersifat tiga fasa tak terkendali, sehingga tidak dapat mencapai transfer energi dua arah antara rangkaian DC dan catu daya. Cara paling efektif untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan teknologi inverter aktif, dan bagian penyearah mengadopsi penyearah reversibel, yang juga dikenal sebagai konverter sisi jaringan. Dengan mengendalikan inverter sisi jaringan, energi listrik yang dihasilkan dibalik menjadi daya AC dengan frekuensi, fasa, dan frekuensi yang sama dengan jaringan, dan diumpankan kembali ke jaringan untuk mencapai pengereman. Sebelumnya, unit inverter aktif terutama menggunakan rangkaian thyristor, yang hanya dapat melakukan operasi umpan balik dengan aman pada tegangan jaringan stabil yang tidak rentan terhadap gangguan (fluktuasi tegangan jaringan tidak melebihi 10%). Jenis rangkaian ini hanya dapat melakukan operasi umpan balik inverter dengan aman pada tegangan jaringan stabil yang tidak rentan terhadap gangguan (fluktuasi tegangan jaringan tidak melebihi 10%). Karena selama operasi pengereman pembangkitan daya, jika waktu pengereman tegangan jaringan lebih besar dari 2 ms, kegagalan komutasi dapat terjadi dan komponen dapat rusak. Selain itu, selama kontrol mendalam, metode ini memiliki faktor daya yang rendah, kandungan harmonik yang tinggi, dan komutasi yang tumpang tindih, yang akan menyebabkan distorsi bentuk gelombang tegangan jaringan listrik. Pada saat yang sama, kontrol ini rumit dan berbiaya tinggi. Dengan penerapan praktis perangkat yang dikontrol sepenuhnya, para peneliti telah mengembangkan konverter reversibel yang dikontrol chopper menggunakan kontrol PWM. Dengan cara ini, struktur inverter sisi jaringan sepenuhnya sama dengan inverter, keduanya menggunakan kontrol PWM.
Dari analisis di atas, dapat diketahui bahwa untuk benar-benar mencapai pengereman umpan balik energi inverter, kuncinya adalah mengendalikan inverter sisi jaringan.
Karakteristik pengereman umpan balik
Secara tegas, inverter sisi grid tidak bisa hanya disebut sebagai "penyearah" karena dapat berfungsi sebagai penyearah sekaligus inverter. Berkat penggunaan perangkat mati otomatis, besar dan fase arus AC dapat dikontrol melalui mode PWM yang tepat, sehingga arus input mendekati gelombang sinus dan memastikan faktor daya sistem selalu mendekati 1. Ketika daya regeneratif yang dikembalikan dari inverter oleh pengereman deselerasi motor meningkatkan tegangan DC, fase arus input AC dapat dibalik dari fase tegangan catu daya untuk mencapai operasi regeneratif, dan daya regeneratif dapat diumpan balik ke jaringan listrik AC, sementara sistem tetap dapat mempertahankan tegangan DC pada nilai yang ditentukan. Dalam hal ini, inverter sisi grid beroperasi dalam kondisi inverter aktif. Hal ini memudahkan pencapaian aliran daya dua arah dan memiliki kecepatan respons dinamis yang cepat. Pada saat yang sama, struktur topologi ini memungkinkan sistem untuk sepenuhnya mengontrol pertukaran daya reaktif dan aktif antara sisi AC dan DC, dengan efisiensi hingga 97% dan manfaat ekonomi yang signifikan. Kehilangan panas sebesar 1% dari konsumsi energi pengereman, dan tidak mencemari jaringan listrik. Faktor dayanya sekitar 1, yang ramah lingkungan. Oleh karena itu, pengereman umpan balik dapat digunakan secara luas untuk operasi hemat energi dalam skenario pengereman umpan balik energi transmisi AC PWM, terutama dalam situasi yang membutuhkan pengereman yang sering. Daya motor listrik juga tinggi, dan efek penghematan energinya signifikan. Tergantung pada kondisi operasi, efek penghematan energi rata-rata sekitar 20% atau lebih.