Invertora enerģijas atgriezeniskās saites ierīces piegādātājs atgādina, ka slodzi darbinošā elektromotora enerģijas patēriņš veido vairāk nekā 70% no kopējā enerģijas patēriņa. Tāpēc elektromotora un tā darbinātās slodzes enerģijas taupīšanai ir īpaši svarīga sociāla nozīme un ekonomiski ieguvumi.
Elektromotoriem un to slodzēm ir divi galvenie veidi, kā ietaupīt enerģiju: viens ir uzlabot motora vai slodzes darbības efektivitāti, piemēram, uzstādot liftu ar "atmiņas smadzenēm" - ēkā vairāki lifti bieži vien kursē vienā virzienā, kas patērē daudz elektroenerģijas. Kā padarīt liftus viedus un energoefektīvus? Var teikt, ka mūsdienu vadības tehnoloģijas ir atrisinājušas šo problēmu. "Mākslīgie neironi" ir kā informācijas apstrādes un atmiņas bankas, kas reģistrē liftu darbību katru nedēļu kā laika periodu. Saskaņā ar reģistrēto informāciju "mākslīgais neirons" ģenerēs energoefektīvāko darbības režīmu, vadīs vairākus liftus ēkā, nodrošinās tiem skaidru darba dalīšanu, ieradīsies atbilstošā vietā atbilstošā laikā, atvieglos pasažieru iekāpšanu un izkāpšanu, kā arī samazinās liftu iedarbināšanas un braucienu skaitu. Grupu liftiem enerģijas ietaupījums var sasniegt vairāk nekā 30%. Turklāt enerģijas taupīšanas pasākumi, kuru mērķis ir uzlabot elektromotoru darbības efektivitāti, ietver lifta apgaismojuma automātisku izslēgšanu, kad neviens nebrauc, eskalatoru automātisku apturēšanu vai darbību ar mazu ātrumu utt.; Otrais ir pārveidot motora slodzē pārveidoto mehānisko enerģiju atpakaļ elektriskajā enerģijā un nosūtīt to atpakaļ uz elektrotīklu, lai samazinātu motora un slodzes enerģijas patēriņu laika vienībā, tādējādi sasniedzot enerģijas taupīšanas mērķi. Enerģijas atgriezeniskā saite ir tipiska ierīce elektroenerģijas taupīšanai otrajā kategorijā.
Kā zināms, elektromotoriem piemīt mehāniskā kinētiskā enerģija, kad tie dzen slodzes rotēt. Ja elektromotori velk slodzes, kas pārvietojas uz augšu un uz leju (piemēram, lifti, celtņi, rezervuāru vārti utt.), tiem piemīt potenciālā enerģija. Kad elektromotors darbina slodzi, lai tā palēninātos, tās mehāniskā kinētiskā enerģija tiks atbrīvota; Kad slodzes potenciālā enerģija kustībā samazinās (potenciālā enerģija samazinās), tiks atbrīvota arī tās mehāniskā enerģija. Ja šīs divas mehāniskās enerģijas daļas var efektīvi pārveidot par elektroenerģiju un nosūtīt atpakaļ uz maiņstrāvas elektrotīklu, var sasniegt enerģijas saglabāšanas mērķi.
Liftu enerģijas taupīšanas analīze
Liftam, kas izmanto frekvences pārveidošanas ātruma regulēšanu, ir maksimālā mehāniskā kinētiskā enerģija pēc maksimālā darba ātruma sasniegšanas. Pirms mērķa grīdas sasniegšanas liftam pakāpeniski jāsamazina ātrums, līdz tas apstājas. Šis process ir periods, kurā lifta krava atbrīvo mehānisko kinētisko enerģiju. Frekvences pārveidotājs šajā periodā var pārveidot mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā, izmantojot elektromotoru, un uzglabāt to frekvences pārveidotāja līdzstrāvas saites lielajā kondensatorā. Šajā laikā lielais kondensators ir kā mazs rezervuārs ar ierobežotu uzglabāšanas jaudu. Ja mazajā rezervuārā iesūknētais ūdens netiek savlaicīgi izvadīts, rezervuārā var rasties pārplūdes negadījumi. Līdzīgi, ja kondensatora jauda netiek savlaicīgi izlādēta, var rasties arī pārspriegums. Pašlaik frekvences pārveidotāju kondensatoru pastiprināšanas metode ir bremzēšanas iekārtu vai ārēju lieljaudas rezistoru izmantošana, kas izšķiež lielo kondensatoru elektrību ārējiem lieljaudas rezistoriem. Invertori var atgriezt lielos kondensatoros uzkrāto elektrību elektrotīklā bez patēriņa, tādējādi sasniedzot enerģijas taupīšanas mērķi un novēršot nepieciešamību pēc lieljaudas rezistoriem, kas patērē elektrību un rada siltumu, ievērojami uzlabojot sistēmas darbības vidi.
Lifts joprojām ir potenciāla slodze, un, lai vienmērīgi vilktu slodzi, lifta slodzi veido pasažieru vagoni un pretsvara līdzsvara bloki. Tikai tad, kad lifta vagona kravnesība ir aptuveni 50% (piemēram, 1000 kg pasažieru lifts ar aptuveni 7 pasažieriem), lifta vagona pretsvara līdzsvara bloks atrodas pamata masas līdzsvara stāvoklī starp abām pusēm. Pretējā gadījumā starp lifta vagonu un pretsvara līdzsvara bloku radīsies masas atšķirība, kas lifta darbības laikā radīs mehānisko potenciālo enerģiju. Kad lifta smagās sastāvdaļas pārvietojas uz augšu, palielinās elektromotora absorbētā un no elektrotīkla pārveidotā mehāniskā potenciālā enerģija. Kad lifta smagās sastāvdaļas pārvietojas uz leju, mehāniskā potenciālā enerģija samazinās, un samazinātā mehāniskā potenciālā enerģija tiek atbrīvota un caur elektromotoru pārveidota elektriskajā enerģijā, kas uzkrāta frekvences pārveidotāja līdzstrāvas saites lielajā kondensatorā. Pēc tam enerģijas atgriezeniskās saites ierīce šo elektriskās enerģijas daļu nosūta atpakaļ uz elektrotīklu.
Analīze, aprēķini un prototipa testēšana liecina, ka jo lielāks lifta ātrums, jo augstāks stāvs un jo mazāks mehāniskās rotācijas patēriņš, jo vairāk enerģijas var atgriezt elektrotīklā. Atgrieztās elektroenerģijas daudzums var sasniegt aptuveni 50% no lifta kopējā patēriņa, kas nozīmē, ka enerģijas taupīšanas efektivitāte ir pat aptuveni 50%.
Iepriekš minētā analīze liecina, ka enerģijas atgriezeniskās saites ierīču izmantošanai ir ievērojams enerģijas taupīšanas efekts ātri augšup un lejup kustīgās iekārtās, piemēram, liftos un celtņos. Turklāt ievērojams enerģijas taupīšanas efekts ir arī tādās iekārtās kā elektriskās lokomotīves un portālceltņi, kas bieži iedarbojas un bremzē.
Enerģijas taupīšanas ierīču struktūra un vadības pamatprincipi
Enerģijas atgriezeniskās saites ierīces galvenā shēmas struktūra ir parādīta 1. attēlā, un to galvenokārt veido trīsfāžu IGBT (izolēta vārtu bipolārā tranzistora) pilns tilts, virknes induktivitāte, filtrēšanas kondensators un dažas perifērijas shēmas.
Enerģijas atgriezeniskās saites ierīču pielietojums liftu enerģijas taupīšanā
1. attēls: PFE enerģijas atgriezeniskās saites ierīces galvenās ķēdes struktūra un pieslēgšanas metodes shēma
Tā izejas spaile ir savienota ar lifta frekvences pārveidotāja ieejas spailēm R, S un T; ieejas galā ir divas izolācijas diodes, kas virknē savienotas, VD1 un VD2, kuras pēc tam tiek savienotas ar frekvences pārveidotāja PN līniju. Kad lifts ģenerē elektrību reģenerācijas ceļā, lifta frekvences pārveidotāja kopnes spriegums palielinās, un pēc tam, kad tas ir izgājis cauri VD1 un VD2, palielinās arī atgriezeniskās saites ierīces kopnes spriegums. Kad kopnes spriegums ir augstāks par iestatīto atvēršanas vērtību, atgriezeniskās saites ierīce sāk darboties un padod elektrisko enerģiju atpakaļ tīklam.
Enerģijas atgriezeniskās saites ierīces funkciju var aprakstīt, izmantojot 2. attēlu. Vadības ķēde (punktētajā lodziņā) sastāv no vienas mikroshēmas mikrodatora programmējamas loģikas mikroshēmas un perifērijas signāla paraugu ņemšanas ierīces, kas apvienota ar ļoti redundantu programmatūras dizainu, ļaujot vadības ķēdei automātiski noteikt trīsfāžu maiņstrāvas tīkla fāžu secību, fāzi, spriegumu un strāvas momentānās vērtības un kārtīgi vadīt IPM (inteliģento barošanas moduli) darbību PWM stāvoklī, nodrošinot, ka līdzstrāvas jaudu var nekavējoties atgriezt maiņstrāvas tīklā.
Enerģijas atgriezeniskās saites ierīču pielietojums liftu enerģijas taupīšanā
2. attēls. Enerģijas atgriezeniskās saites ierīces funkcionālā blokshēma.
Pašlaik ir pieejami enerģijas atgriezeniskās saites ierīču produkti, kuriem ir šādas īpašības:
① Sildelementu, piemēram, bremzēšanas rezistoru, nomaiņa, siltuma avotu likvidēšana, mašīntelpas vides uzlabošana, augstas temperatūras nelabvēlīgās ietekmes uz tādām sastāvdaļām kā motori un vadības sistēmas samazināšana un liftu kalpošanas laika pagarināšana;
2 Tas var nekavējoties novērst sūkņa spriegumu, efektīvi uzlabot lifta bremzēšanas veiktspēju un uzlabot lifta komfortu;
③ Izmantojot fāzes vadības stratēģiju, var efektīvi nomākt lifta frekvences pārveidotāja harmoniskos traucējumus elektrotīklā, attīrot elektrotīklu;
4. Izejas sprieguma viļņu forma ir laba, jaudas koeficients ir augsts, nav pulsējošas cirkulācijas, un tā spriegums atbilst tīkla spriegumam;
5. Efektīvu elektriskās izolācijas pasākumu ieviešana, kas netraucēs citām elektroiekārtām un kurus netraucēs ārēji faktori;
6. Produktam ir augsta intelekta pakāpe, stabila darbība, drošība un uzticamība, un ir pabeigtas dažādas bojājumu aizsardzības un trauksmes funkcijas;
⑦ Kamēr izvēle ir pareiza, elektroinstalācija ir pareiza un nav nepieciešama atkļūdošana, to var nodot ekspluatācijā;
⑧ Produktam ir vienkārša struktūra, kompakts izmērs un vienkārša uzstādīšana un apkope.