Furnizorul dispozitivului de feedback energetic al invertorului vă reamintește că, în cazul motorului electric care acționează sarcina, consumul de energie al acestuia reprezintă peste 70% din consumul total de energie. Prin urmare, conservarea energiei motorului electric și a sarcinii pe care o acționează are o semnificație socială deosebit de importantă și beneficii economice.
Există două modalități principale prin care motoarele electrice și sarcinile lor pot economisi energie: una este îmbunătățirea eficienței de funcționare a motorului sau a sarcinii, cum ar fi instalarea unui lift cu un „creier de memorie” - într-o clădire, mai multe lifturi funcționează adesea în aceeași direcție, ceea ce consumă multă energie electrică. Cum să facem lifturile inteligente și eficiente din punct de vedere energetic? Se poate spune că tehnologia modernă de control a rezolvat această problemă. „Neuronii artificiali” sunt ca niște bănci de procesare a informațiilor și de memorie, înregistrând funcționarea lifturilor pentru fiecare săptămână ca perioadă de timp. Conform informațiilor înregistrate, „neuronul artificial” va genera cel mai eficient mod de funcționare din punct de vedere energetic, va controla mai multe lifturi din clădire, va face ca acestea să aibă o diviziune clară a muncii, vor ajunge în poziția potrivită la momentul potrivit, vor facilita urcarea și coborârea pasagerilor și vor reduce numărul de porniri și de funcționare a liftului. Pentru lifturile de grup, economiile de energie pot ajunge la peste 30%. În plus, măsurile de economisire a energiei care vizează îmbunătățirea eficienței funcționării motorului electric includ oprirea automată a iluminatului liftului atunci când nimeni nu călătorește, oprirea automată sau funcționarea la viteză redusă a scărilor rulante etc.; A doua este de a converti energia mecanică convertită de motor în sarcină înapoi în energie electrică și de a o trimite înapoi la rețeaua electrică, astfel încât să se reducă consumul de energie al motorului și al sarcinii într-o unitate de timp, atingând astfel obiectivul de economisire a energiei. Feedback-ul energetic este un dispozitiv tipic pentru economisirea energiei electrice din a doua categorie.
După cum se știe, motoarele electrice au energie cinetică mecanică atunci când acționează sarcinile pentru a se roti. Dacă motoarele electrice trag sarcini care se mișcă în sus și în jos (cum ar fi ascensoarele, macaralele, porțile rezervoarelor etc.), acestea au energie potențială. Atunci când motorul electric acționează sarcina pentru a decelera, energia sa cinetică mecanică va fi eliberată; atunci când energia potențială a sarcinii scade în mișcare (energia potențială scade), și energia sa mecanică va fi eliberată. Dacă aceste două părți ale energiei mecanice pot fi convertite eficient în energie electrică și trimise înapoi la rețeaua electrică de curent alternativ, obiectivul conservării energiei poate fi atins.
Analiza economisirii energiei la ascensoare
Liftul care utilizează reglarea vitezei prin conversie de frecvență atinge energia cinetică mecanică maximă după atingerea vitezei maxime de funcționare. Înainte de a ajunge la etajul țintă, liftul trebuie să încetinească treptat până când se oprește din mișcare. Acest proces este perioada în care sarcina liftului eliberează energie cinetică mecanică. Convertorul de frecvență poate converti energia mecanică din această perioadă în energie electrică prin intermediul motorului electric și o poate stoca în condensatorul mare al legăturii de curent continuu a convertorului de frecvență. În acest moment, condensatorul mare este ca un rezervor mic cu capacitate de stocare limitată. Dacă apa injectată în rezervorul mic nu este descărcată la timp, pot apărea accidente de revărsare în rezervor. În mod similar, dacă puterea din condensator nu este descărcată la timp, poate apărea și supratensiune. În prezent, metoda de amplificare a condensatoarelor în convertoarele de frecvență este utilizarea unităților de frânare sau a rezistențelor externe de mare putere, care irosesc electricitatea din condensatoarele mari către rezistențele externe de mare putere. Invertoarele pot returna electricitatea stocată în condensatoare mari către rețeaua electrică fără consum, atingând astfel obiectivul de economisire a energiei și eliminând necesitatea rezistențelor de mare putere care consumă electricitate și generează căldură, îmbunătățind considerabil mediul de funcționare al sistemului.
Liftul este încă o sarcină potențială, iar pentru a tracta uniform sarcina, sarcina liftului este compusă din cabine de pasageri și blocuri de echilibrare a contragreutății. Numai atunci când capacitatea de încărcare a cabinei liftului este de aproximativ 50% (cum ar fi un lift de pasageri de 1000 kg cu aproximativ 7 pasageri), blocul de echilibrare a contragreutății al cabinei liftului se află într-o stare de echilibru de bază a masei între cele două părți. În caz contrar, va exista o diferență de masă între cabina liftului și blocul de echilibrare a contragreutății, care va genera energie potențială mecanică în timpul funcționării liftului. Când componentele grele ale liftului se deplasează în sus, energia potențială mecanică absorbită de motorul electric și convertită din rețeaua electrică crește. Când componentele grele ale liftului se deplasează în jos, energia potențială mecanică scade, iar energia potențială mecanică redusă este eliberată și convertită în energie electrică stocată în condensatorul mare al legăturii de curent continuu a convertorului de frecvență prin intermediul motorului electric. Dispozitivul de feedback energetic trimite apoi această parte a energiei electrice înapoi la rețeaua electrică.
Analizele, calculele și testarea prototipurilor arată că, cu cât viteza ascensorului este mai mare, cu cât etajul este mai înalt și cu cât consumul de rotație mecanică este mai mic, cu atât mai multă energie poate fi returnată în rețeaua electrică. Cantitatea de energie electrică returnată poate ajunge la aproximativ 50% din consumul total al ascensorului, ceea ce înseamnă că eficiența economisirii energiei este de până la aproximativ 50%.
Analiza de mai sus indică faptul că utilizarea dispozitivelor de feedback energetic are un efect semnificativ de economisire a energiei în echipamentele cu mișcare rapidă în sus și în jos, cum ar fi ascensoarele și macaralele. În plus, există un efect semnificativ de economisire a energiei și în echipamente precum locomotivele electrice și rabotoarele cu portal, care pornesc și frânează frecvent.
Structura și principiile de bază ale controlului dispozitivelor de economisire a energiei
Structura circuitului principal al dispozitivului de feedback energetic este prezentată în Figura 1, compusă în principal dintr-o punte completă IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) trifazată, o inductanță serie, un condensator de filtrare și câteva circuite periferice.
Aplicarea dispozitivelor de feedback energetic în conservarea energiei lifturilor
Figura 1: Diagrama structurii circuitului principal și a metodei de conectare a dispozitivului PFE cu feedback energetic
Terminalul său de ieșire este conectat la terminalele de intrare R, S și T ale convertorului de frecvență al ascensorului; Există două diode de izolare VD1 și VD2 conectate în serie la capătul de intrare, care sunt apoi conectate la linia PN a convertorului de frecvență. Când ascensorul generează electricitate prin regenerare, tensiunea magistralei convertorului de frecvență al ascensorului crește, iar după trecerea prin VD1 și VD2, crește și tensiunea magistralei dispozitivului de feedback. Când tensiunea magistralei este mai mare decât valoarea de deschidere setată, dispozitivul de feedback începe să funcționeze și transmite energie electrică înapoi către rețea.
Funcția dispozitivului de feedback energetic poate fi descrisă folosind Figura 2. Circuitul de control (în interiorul casetei punctate) constă dintr-un microcip logic programabil cu un singur microcomputer și un eșantionator de semnal periferic, cuplat cu un design software extrem de redundant, permițând circuitului de control să identifice automat valorile instantanee ale secvenței de faze, fazei, tensiunii și curentului rețelei electrice de curent alternativ trifazate și să controleze ordonat IPM (Intelligent Power Module) pentru a funcționa în stare PWM, asigurându-se că energia de curent continuu poate fi returnată prompt rețelei electrice de curent alternativ.
Aplicarea dispozitivelor de feedback energetic în conservarea energiei lifturilor
Figura 2 Diagrama bloc funcțională a dispozitivului de feedback energetic
În prezent, există dispozitive cu feedback energetic disponibile, care au următoarele caracteristici:
① Înlocuirea elementelor de încălzire, cum ar fi rezistențele de frânare, eliminarea surselor de căldură, îmbunătățirea mediului din camera mașinilor, reducerea efectelor adverse ale temperaturilor ridicate asupra componentelor precum motoarele și sistemele de control și prelungirea duratei de viață a ascensoarelor;
② Poate elimina instantaneu tensiunea pompei, poate îmbunătăți eficient performanța de frânare a ascensorului și poate spori performanța confortului ascensorului;
③ Prin utilizarea strategiei de control al fazei, interferențele armonice ale convertorului de frecvență care acționează ascensorul pe rețeaua electrică pot fi suprimate eficient, purificând rețeaua electrică;
④ Forma de undă a tensiunii de ieșire este bună, factorul de putere este ridicat, nu există circulație pulsatorie, iar tensiunea acesteia corespunde cu tensiunea rețelei;
5) Asigurarea unor măsuri eficiente de izolare electrică care să nu interfereze cu alte echipamente electrice și să nu fie perturbate de factori externi;
⑥ Produsul are un grad ridicat de inteligență, funcționare stabilă, siguranță și fiabilitate, iar diverse funcții de protecție la defecțiuni și alarmă sunt complete;
⑦ Atâta timp cât selecția este corectă, cablarea este corectă și nu este nevoie de depanare, poate fi pus în funcțiune;
⑧ Produsul are o structură simplă, dimensiuni compacte și instalare și întreținere ușoară.