Nos últimos anos, com o desenvolvimento da era industrial, a aplicação da tecnologia de realimentação de energia tem se tornado cada vez mais comum. Em elevadores, guindastes de minas, guindastes portuários, centrífugas industriais, bombas de campos petrolíferos e muitas outras aplicações, ocorrem mudanças na energia potencial e cinética da carga. Por exemplo, quando elevadores, guindastes e outros equipamentos mecânicos descarregam cargas pesadas, a energia diminui, e quando uma centrífuga para, a energia cinética também diminui. De acordo com a lei da conservação de energia, sabemos que a energia não desaparece do ar, então para onde vai essa parte da energia? A resposta é que ela é convertida em eletricidade renovável pelo motor. Na verdade, em equipamentos que utilizam controle de frequência variável, essa parte da eletricidade geralmente é desperdiçada convertendo-se em calor pelo resistor de frenagem.
Se houver um dispositivo que utilize essa parte da energia renovável para devolvê-la à rede, ele poderá armazenar essa energia e, assim, economizar no consumo. Um dispositivo de feedback de energia é um produto desse tipo. Ele utiliza tecnologia de conversão eletrônica de potência e sua principal função é aproveitar a energia renovável gerada pelo equipamento durante sua operação, convertendo-a em energia CA síncrona e devolvendo-a à rede, o que resulta na economia de energia.
Em um sistema tradicional de controle de frequência composto por inversores de frequência convencionais, motores assíncronos e cargas mecânicas, quando a carga de energia acionada pelo motor é descarregada, o motor pode entrar em um estado de frenagem com geração de energia regenerativa; ou quando o motor desacelera de uma alta velocidade para uma baixa velocidade (incluindo a parada), a frequência pode cair, mas devido à inércia mecânica do motor, ele pode entrar em um estado de geração de energia regenerativa, e a energia mecânica armazenada no sistema de transmissão é convertida em eletricidade pelo motor, que é devolvida ao circuito CC do inversor através dos seis diodos de corrente contínua do inversor.
Em geral, os conversores de frequência utilizam dois métodos principais para processar energia renovável:
(1) dissipado na "resistência de frenagem" em paralelo com o capacitor artificialmente configurado no circuito CC, chamado de estado de frenagem dinâmica;
(2) para retornar à rede, é chamado de estado de frenagem de feedback (também conhecido como estado de frenagem regenerativa). Existe também um método de frenagem, ou seja, a frenagem CC, que pode ser usado em situações que exigem estacionamento preciso ou rotação irregular do freio do motor antes da partida devido a fatores externos.
Freio de energia
Utilizar a resistência de frenagem definida no circuito CC para absorver a eletricidade renovável do motor é chamado de frenagem por consumo de energia. Suas vantagens são a construção simples, a ausência de poluição na rede elétrica (em comparação com a fabricação com realimentação) e o baixo custo; a desvantagem é a baixa eficiência operacional, especialmente quando frenagens frequentes consomem muita energia e a capacidade da resistência de frenagem aumenta.
Em geral, nos conversores de frequência de uso geral, os conversores de baixa potência (abaixo de 22 kW) possuem uma unidade de frenagem integrada, necessitando apenas da adição de um resistor de frenagem. Já os conversores de alta potência (acima de 22 kW) requerem uma unidade de frenagem externa e um resistor de frenagem.
Freio de feedback
Para alcançar a frenagem por realimentação de energia, é necessário o controle de tensão, frequência e fase, o controle da corrente de realimentação e outras condições. A tecnologia de reversão ativa consiste em inverter a energia elétrica renovável para a rede, injetando-a de volta na rede com a mesma frequência e fase da energia CA, alcançando assim a frenagem.
A vantagem da frenagem com realimentação é que ela pode operar em quatro quadrantes, e a realimentação de energia elétrica melhora a eficiência do sistema. Suas desvantagens são:
(1) Este método de frenagem por feedback só pode ser usado sob uma tensão de rede estável que não seja fácil de falhar (a flutuação da tensão da rede não é superior a 10%). Porque quando a frenagem da geração de energia está em funcionamento, o tempo de falha da tensão da rede é superior a 2 ms, pode ocorrer falha de mudança de fase, danificando o dispositivo.
(2) No feedback, há poluição harmônica na rede.
(3) Controle complexo, alto custo.
Com o rápido progresso da pesquisa e aplicação de conversores de frequência no país e no exterior, especialmente os conversores de frequência universais, que têm sido amplamente utilizados na produção industrial, a tecnologia de realimentação de energia será cada vez mais reutilizada.