O modo de realimentação de energia permite que a energia seja devolvida à rede elétrica, revertendo a eletricidade renovável gerada quando o motor é freado para corrente alternada na mesma frequência da rede, em vez de consumir energia através de resistores. Seus processos principais incluem:
Conversão de energia: No estado de geração de energia do motor elétrico, o enrolamento do estator gera uma corrente de indução reversa, que aumenta a tensão do barramento CC após a retificação pelo inversor.
Controle inverso: Quando a tensão da placa-mãe excede o limite (por exemplo, 1,2 vezes o valor efetivo da tensão da rede), o transformador controlável (por exemplo, IGBT) passa para o estado inverso ativo, revertendo a corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA) na rede elétrica.
Ajuste síncrono: o circuito de controle detecta a tensão, a frequência e a fase da rede em tempo real para garantir que a corrente de realimentação esteja sincronizada com a rede e evitar a poluição harmônica.
Componentes e funções principais
Módulo de alimentação
É composto por IGBTs, que controlam a direção do fluxo de energia através da modulação PWM para realizar a comutação nos modos de retificação e reversão.
Necessidade de suportar choques de alta tensão, como o conversor de frequência do elevador de energia que utiliza módulos de quatro quadrantes para suportar o fluxo de energia bidirecional.
Circuito de filtro
O harmônico de alto nível gerado pelo processo de reversão é filtrado, geralmente por meio de circuitos LC, para garantir que a qualidade do feedback atenda aos padrões da rede elétrica.
Circuito de controle
Ajustar dinamicamente o ângulo de disparo do inversor para manter a estabilidade da tensão da placa-mãe (como, por exemplo, reduzir automaticamente a potência de feedback quando a tensão da rede elétrica oscila).
Cenários típicos de aplicação
Equipamentos de elevação: Ao descarregar cargas pesadas, o motor gera energia e a unidade de realimentação de energia pode recuperar mais de 80% de energia renovável.
Sistema de elevador: Conversores de frequência de quatro quadrantes proporcionam economia de energia por meio da frenagem com realimentação, como no projeto de retificação modular do elevador elétrico.
Tráfego ferroviário: Feedback de alta potência durante a frenagem do trem, requer suporte de compatibilidade com a rede elétrica.
Comparação do consumo de energia na frenagem e na frenagem com feedback.
Características Consumo de energia Energia de frenagem Feedback
Energia convertida em calor residual, feedback para reutilização na rede elétrica, através da conversão do consumo de energia na rede.
Baixa eficiência (desperdício de energia) Alta (taxa de economia de energia de até 30%)
Baixo custo (requer apenas resistência à frenagem) Alto custo (requer controle de marcha à ré complexo)
Potência aplicável: Potência baixa e média (<100kW) Potência alta (>100kW)
Desafios e soluções técnicas
Compatibilidade com a rede elétrica
É necessário detectar a faixa de flutuação de tensão da rede (por exemplo, ± 20%) para evitar que a corrente de realimentação afete a rede.
Supressão harmônica
Reduza a THD (distorção harmônica total) para <5% usando filtragem em múltiplos estágios (como filtragem ativa LC+).
Resposta dinâmica
O circuito de controle deve completar a troca de modo em até 10ms para evitar sobretensão na linha de barramento.