आवृत्ति परिवर्तकों के लिए ऊर्जा प्रतिक्रिया उपकरणों के आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाते हैं कि सामान्य-उद्देश्य आवृत्ति परिवर्तकों, अतुल्यकालिक मोटरों और यांत्रिक भारों से बनी पारंपरिक आवृत्ति नियंत्रण प्रणालियों में, जब मोटर द्वारा प्रेषित विभव भार कम होता है, तो मोटर पुनर्योजी ब्रेकिंग अवस्था में हो सकती है; या जब मोटर उच्च गति से निम्न गति (पार्किंग सहित) में धीमी हो जाती है, तो आवृत्ति अचानक कम हो सकती है, लेकिन मोटर के यांत्रिक जड़त्व के कारण, यह पुनर्योजी विद्युत उत्पादन अवस्था में हो सकती है। संचरण प्रणाली में संग्रहीत यांत्रिक ऊर्जा को मोटर द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और इन्वर्टर के छह फ्रीव्हीलिंग डायोड के माध्यम से इन्वर्टर के डीसी परिपथ में वापस भेजा जाता है। इस समय, इन्वर्टर एक संशोधित अवस्था में होता है। इस बिंदु पर, यदि आवृत्ति परिवर्तक में ऊर्जा की खपत के लिए कोई उपाय नहीं किया जाता है, तो यह ऊर्जा मध्यवर्ती परिपथ में ऊर्जा भंडारण संधारित्र के वोल्टेज को बढ़ा देगी। यदि ब्रेकिंग बहुत तेज़ है या यांत्रिक भार एक उत्तोलक है, तो यह ऊर्जा आवृत्ति परिवर्तक को नुकसान पहुँचा सकती है, इसलिए हमें इस ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाए, इस पर विचार करना चाहिए।
सामान्य आवृत्ति परिवर्तकों में, पुनर्योजी ऊर्जा को संभालने के दो सामान्य तरीके हैं: (1) इसे डीसी परिपथ में एक संधारित्र के समानांतर कृत्रिम रूप से स्थापित एक "ब्रेकिंग रेसिस्टर" में विघटित करना, जिसे पावर ब्रेकिंग अवस्था कहते हैं; (2) यदि इसे पावर ग्रिड में वापस भेजा जाता है, तो इसे फीडबैक ब्रेकिंग अवस्था (जिसे पुनर्योजी ब्रेकिंग अवस्था भी कहते हैं) कहते हैं। एक और ब्रेकिंग विधि है, जिसे डीसी ब्रेकिंग कहते हैं, जिसका उपयोग उन स्थितियों में किया जा सकता है जहाँ सटीक पार्किंग की आवश्यकता होती है या जब ब्रेक मोटर शुरू होने से पहले बाहरी कारकों के कारण अनियमित रूप से घूमती है।
आवृत्ति रूपांतरण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, आवृत्ति कनवर्टर ब्रेकिंग के डिजाइन और अनुप्रयोग, विशेष रूप से "ऊर्जा प्रतिक्रिया ब्रेकिंग" की नई ब्रेकिंग विधि, में "प्रतिक्रिया ब्रेकिंग" और उच्च परिचालन दक्षता के फायदे हैं, साथ ही साथ "ऊर्जा खपत ब्रेकिंग" के फायदे भी हैं, जिसमें पावर ग्रिड और उच्च विश्वसनीयता के लिए कोई प्रदूषण नहीं है।
ऊर्जा खपत ब्रेकिंग
मोटर की पुनर्योजी विद्युत ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए डीसी सर्किट में ब्रेकिंग रोकनेवाला सेट का उपयोग करने की विधि को ऊर्जा खपत ब्रेकिंग कहा जाता है, जिसमें सरल निर्माण का लाभ होता है; पावर ग्रिड के लिए कोई प्रदूषण नहीं (प्रतिक्रिया नियंत्रण की तुलना में), कम लागत; नुकसान कम परिचालन दक्षता है, खासकर लगातार ब्रेकिंग के दौरान, जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उपभोग करेगा और ब्रेकिंग रोकनेवाला की क्षमता में वृद्धि करेगा।
सामान्यतः, सामान्य आवृत्ति कन्वर्टर्स में, कम-शक्ति आवृत्ति कन्वर्टर्स (22kW से कम) एक अंतर्निर्मित ब्रेक इकाई से सुसज्जित होते हैं, जिसके लिए केवल एक बाहरी ब्रेक प्रतिरोधक की आवश्यकता होती है। उच्च-शक्ति आवृत्ति कन्वर्टर्स (22kW से अधिक) के लिए बाहरी ब्रेक इकाइयों और ब्रेक प्रतिरोधकों की आवश्यकता होती है।
फीडबैक ब्रेकिंग
ऊर्जा फीडबैक ब्रेकिंग को प्राप्त करने के लिए, समान आवृत्ति और चरण पर वोल्टेज नियंत्रण, फीडबैक वर्तमान नियंत्रण आदि जैसी स्थितियों की आवश्यकता होती है। यह पुनर्जीवित विद्युत ऊर्जा को पावर ग्रिड के समान आवृत्ति और चरण की एसी शक्ति में बदलने और ग्रिड में वापस करने के लिए सक्रिय इन्वर्टर तकनीक को अपनाता है, जिससे ब्रेकिंग प्राप्त होती है। फीडबैक ब्रेकिंग का लाभ यह है कि विद्युत ऊर्जा फीडबैक सिस्टम की दक्षता में सुधार करता है। इसका नुकसान यह है कि: (1) इस फीडबैक ब्रेकिंग विधि का उपयोग केवल स्थिर ग्रिड वोल्टेज के तहत किया जा सकता है जो दोषों से ग्रस्त नहीं है (ग्रिड वोल्टेज में उतार-चढ़ाव 10% से अधिक नहीं)। क्योंकि बिजली उत्पादन ब्रेकिंग के संचालन के दौरान, यदि पावर ग्रिड का वोल्टेज फॉल्ट समय 2ms से अधिक है, तो कम्यूटेशन विफलता हो सकती है और घटक क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। (2) फीडबैक के दौरान, पावर ग्रिड में हार्मोनिक प्रदूषण होता है। (3) नियंत्रण जटिल है और लागत अधिक है।
नई ब्रेकिंग विधि (कैपेसिटर फीडबैक ब्रेकिंग)
ऊर्जा प्रतिक्रिया तकनीक IGBT को रेक्टिफायर ब्रिज के रूप में उपयोग करती है, और IGBT कार्यात्मक मॉड्यूल ऊर्जा के द्विदिश प्रवाह को प्राप्त कर सकता है, जबकि PWM नियंत्रण पल्स उत्पन्न करने के लिए उच्च-गति वाले DSP चिप्स का उपयोग करता है। एक ओर, यह संधारित्र में संग्रहीत विद्युत ऊर्जा को पावर ग्रिड में वापस भेज सकता है; दूसरी ओर, पावर ग्रिड में हार्मोनिक प्रदूषण को समाप्त करने के लिए इनपुट पावर फैक्टर को भी समायोजित किया जा सकता है।
बिजली की खपत के दौरान, रेक्टिफिकेशन कंट्रोल यूनिट का डीएसपी रेक्टिफिकेशन साइड पर 6 आईजीबीटी के चालन और कटऑफ को नियंत्रित करने के लिए 6 उच्च-आवृत्ति वाले पीडब्लूएम पल्स उत्पन्न करता है। आईजीबीटी का चालन और कटऑफ रिएक्टरों के साथ मिलकर एक साइन करंट तरंग उत्पन्न करते हैं जो इनपुट वोल्टेज के फेज के अनुरूप होती है, इस प्रकार रेक्टिफायर ब्रिज द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक्स को समाप्त करता है और पावर ग्रिड में हार्मोनिक प्रदूषण को समाप्त करता है।
विद्युत उत्पादन अवस्था में, ऊर्जा इन्वर्टर की ओर स्थित डायोड के माध्यम से डीसी बस में वापस भेजी जाती है, और जैसे-जैसे यह जमा होती है, डीसी बस पर वोल्टेज भी बढ़ता जाता है। जब यह एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है, तो रेक्टिफायर की ओर स्थित ऊर्जा प्रतिक्रिया भाग डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करना शुरू कर देता है। चरण और आयाम को समायोजित करने के बाद, इसे ऊर्जा-बचत प्रभाव प्राप्त करने के लिए एसी पावर ग्रिड में वापस भेज दिया जाता है।