1. Сравнение принципов работы двух типов устройств.
1. Принцип работы блока энергетической обратной связи
Блок обратной связи по энергии – это тормозное устройство, применяемое в системах регулирования скорости с переменной частотой. Его основная функция заключается в обратной передаче рекуперированной электроэнергии, вырабатываемой при замедлении двигателя, в электросеть посредством технологии ШИМ-модуляции. Когда двигатель находится в режиме генерации (например, при нагрузке с потенциальной энергией или при замедлении нагрузки с большой инерцией), а скорость ротора превышает синхронную скорость, генерируемая электроэнергия накапливается в конденсаторе фильтра шины постоянного тока преобразователя частоты. Блок обратной связи по энергии автоматически определяет напряжение шины постоянного тока, преобразует постоянный ток в переменный с той же частотой и фазой, что и сеть, и подключается к сети после нескольких фильтров подавления помех. Эффективность обратной связи может достигать более 97%.
2. Принцип работы тормозного устройства
Тормозной блок (энергопотребляющий тормозной блок) потребляет рекуперативную электрическую энергию через внешний тормозной резистор. Когда напряжение на шине постоянного тока превышает установленное пороговое значение, тормозной блок открывает ток, пропуская его через тормозной резистор, преобразуя электрическую энергию в тепловую для рассеивания. Такая конструкция проста и надежна, но она полностью расходует энергию и генерирует большое количество тепла, что требует дополнительных мер по отводу тепла.
3. Возможность и проблемы альтернативных технологий
Анализ осуществимости
Экономическая целесообразность: Практические примеры показали, что в условиях частого торможения (например, в лифтах и центрифугах) срок окупаемости инвестиций в устройства с обратной связью по энергии обычно не превышает 2 лет. Например, после использования на предприятии по производству ВК одно устройство может сэкономить более 9000 кВт·ч электроэнергии в год.
Техническая осуществимость: Современные устройства с обратной связью по энергии работают полностью автоматически, без настройки параметров. Для установки требуется только подключение шины постоянного тока к сети, что упрощает отладку.
Основные технические трудности
Совместимость с сетью: необходимо обеспечить синхронизацию энергии обратной связи с сетью и исключить обратный поток тока.
Подавление гармоник: THD<5% должно контролироваться для соответствия стандарту IEC61000-3-2
Динамический отклик: необходимо быстро отслеживать изменения напряжения шины (уровень отклика мс)
Защита системы: необходимо улучшить механизмы защиты от перенапряжения, перегрузки по току и перегрева.
4. Типичные случаи применения и преимущества
Лифтовая промышленность: в жилом районе Сучжоу после установки достигнут комплексный уровень энергосбережения в размере 30,1%, при этом температура в машинном отделении снизилась на 3–5 ℃, а потребление энергии на кондиционирование воздуха сократилось на 15%.
Фармацевтическая центрифуга: после замены тормозного устройства оборудования мощностью 22 кВт на устройство обратной связи компания в Шэньчжэне сократила время замедления с 10 до 3 минут, что позволило ежегодно экономить 9000 кВт·ч электроэнергии и окупить инвестиции в течение двух лет.
Промышленный подъемник: После реконструкции системы наклонного шахтного подъемника на одной из шахт коэффициент рекуперации энергии достиг 95%, а тепловыделение системы сократилось на 70%.
5. Предложения по альтернативным решениям
Рекомендуемые альтернативные сценарии:
Частые ситуации торможения (например, в лифтах и кранах)
Высокоэнергоемкое технологическое оборудование (например, центрифуги, прокатные станы)
Среда, чувствительная к температуре в компьютерном зале
Районы с высокими ценами на электроэнергию
Сохраните сценарий тормозного блока:
Простое применение с чрезвычайно низкой частотой торможения
Проекты с ограниченными первоначальными инвестициями
Отдаленные районы с низким качеством электросети
Путь реализации:
Сначала проведите аудит энергопотребления, чтобы определить потенциал энергосбережения.
Выберите оборудование, соответствующее стандарту GB/T14549
Подать заявку на получение государственных субсидий на энергосбережение (субсидии до 30% в некоторых регионах)
Отдать приоритет обновлению энергоемкого оборудования, входящего в топ-20% по потреблению энергии