Leverandører av energitilbakemeldingsenheter for frekvensomformere minner om at enkel energiforbruksbremsing for tiden er mye brukt i AC-frekvensomformingshastighetskontrollsystemer, noe som har ulemper som sløsing med elektrisk energi, kraftig motstandsoppvarming og dårlig rask bremseevne. Når asynkronmotorer bremser ofte, er tilbakemeldingsbremsing en svært effektiv energisparende metode, og den unngår skade på miljøet og utstyr under bremsing. Tilfredsstillende resultater er oppnådd i bransjer som elektriske lokomotiver og oljeutvinning. Med den kontinuerlige fremveksten av nye kraftelektroniske enheter, økende kostnadseffektivitet og folks bevissthet om energisparing og forbruksreduksjon, finnes det et bredt spekter av bruksområder.
Prinsipp for tilbakekoblingsbremsing
I det variable frekvenshastighetsreguleringssystemet oppnås retardasjon og stopp av motoren ved gradvis å redusere frekvensen. I det øyeblikket frekvensen synker, synker motorens synkrone hastighet tilsvarende. På grunn av mekanisk treghet forblir imidlertid motorens rotorhastighet uendret, og hastighetsendringen har en viss tidsforsinkelse. På dette tidspunktet vil den faktiske hastigheten være større enn den gitte hastigheten, noe som resulterer i en situasjon der motorens motelektromotoriske kraft e er høyere enn DC-terminalspenningen u på frekvensomformeren, det vil si e > u. På dette tidspunktet blir den elektriske motoren en generator, som ikke bare ikke trenger strømforsyning fra nettet, men også kan sende strøm til nettet. Dette har ikke bare en god bremseeffekt, men omdanner også kinetisk energi til elektrisk energi, som kan sendes til nettet for å gjenvinne energi, og dermed slå to fluer i en smekk. Selvfølgelig må det være en energitilbakekoblingsenhet for automatisk kontroll for å oppnå dette. I tillegg bør energitilbakekoblingskretsen også inkludere AC- og DC-reaktorer, motstandskapasitansabsorbenter, elektroniske brytere, etc.
Som kjent er brolikeretterkretsen i generelle frekvensomformere trefase ukontrollerbar, så den kan ikke oppnå toveis energioverføring mellom likestrømskretsen og strømforsyningen. Den mest effektive måten å løse dette problemet på er å bruke aktiv inverterteknologi, og likeretterdelen bruker en reversibel likeretter, også kjent som nettsideomformer. Ved å styre nettsideomformeren inverteres den regenererte elektriske energien til vekselstrøm med samme frekvens, fase og frekvens som nettet, og mates tilbake til nettet for å oppnå bremsing. Tidligere brukte aktive inverterenheter hovedsakelig tyristorkretser, som bare trygt kunne utføre tilbakekoblingsdrift under stabil nettspenning som ikke er utsatt for feil (nettspenningsfluktuasjoner som ikke overstiger 10 %). Denne typen krets kan bare trygt utføre tilbakekoblingsdrift av omformeren under stabil nettspenning som ikke er utsatt for feil (med nettspenningsfluktuasjoner som ikke overstiger 10 %). Fordi under kraftgenereringsbremsing, hvis nettspenningsbremsetiden er større enn 2 ms, kan det oppstå kommutasjonsfeil og komponenter kan bli skadet. I tillegg har denne metoden lav effektfaktor, høyt harmonisk innhold og overlappende kommutering under dyp kontroll, noe som vil føre til forvrengning av strømnettets spenningsbølgeform. Samtidig er kontrollen kompleks og kostnadene høye. Med den praktiske anvendelsen av fullstyrte enheter har folk utviklet chopperstyrte reversible omformere som bruker PWM-kontroll. På denne måten er strukturen til nettsidens inverter fullstendig den samme som inverterens, begge bruker PWM-kontroll.
Fra analysen ovenfor kan man se at for å virkelig oppnå energitilbakekoblingsbremsing av omformeren, er nøkkelen å kontrollere omformeren på nettsiden. Følgende tekst fokuserer på kontrollalgoritmen til omformeren på nettsiden ved hjelp av fullt kontrollerte enheter og PWM-kontrollmetode.
Tilbakekoblingsbremseegenskaper
Strengt tatt kan ikke nettsidens inverter bare omtales som en "likeretter" fordi den kan fungere både som en likeretter og en inverter. På grunn av bruken av selvutkoblingsenheter kan størrelsen og fasen til vekselstrømmen kontrolleres gjennom passende PWM-modus, noe som gjør at inngangsstrømmen nærmer seg en sinusbølge og sikrer at systemets effektfaktor alltid nærmer seg 1. Når den regenerative effekten som returneres fra inverteren ved motorens retardasjonsbremsing øker likespenningen, kan fasen til vekselstrøminngangsstrømmen reverseres fra fasen til strømforsyningsspenningen for å oppnå regenerativ drift, og den regenerative effekten kan mates tilbake til vekselstrømnettet, mens systemet fortsatt kan opprettholde likespenningen på den gitte verdien. I dette tilfellet opererer nettsidens inverter i en aktiv invertertilstand. Dette gjør det enkelt å oppnå toveis kraftflyt og har en rask dynamisk responshastighet. Samtidig gjør denne topologistrukturen det mulig for systemet å kontrollere utvekslingen av reaktiv og aktiv effekt mellom vekselstrøm- og likestrømsidene fullt ut, med en effektivitet på opptil 97 % og betydelige økonomiske fordeler. Varmetapet er 1 % av energiforbruket ved bremsing, og det forurenser ikke strømnettet. Effektfaktoren er omtrent 1, noe som er miljøvennlig. Derfor kan tilbakekoblingsbremsing brukes mye for energisparende drift i energitilbakekoblingsbremsescenarioer for PWM AC-overføring, spesielt i situasjoner der hyppig bremsing er nødvendig. Effekten til den elektriske motoren er også høy, og energispareeffekten er betydelig. Avhengig av driftsforholdene er den gjennomsnittlige energispareeffekten omtrent 20 %.