Režim spätnej väzby energie umožňuje spätné dodanie energie do siete premenou obnoviteľnej elektriny generovanej pri brzdení motora na striedavý prúd s rovnakou frekvenciou ako sieť, namiesto spotreby energie cez rezistory. Medzi jeho základné procesy patria:
Premena energie: V stave výroby energie elektromotora generuje statorové vinutie spätný indukčný prúd, ktorý po usmernení meničom zvyšuje napätie jednosmernej zbernice.
Inverzné riadenie: Keď napätie na základnej doske prekročí prahovú hodnotu (napr. 1,2-násobok efektívnej hodnoty sieťového napätia), regulovateľný transformátor (napr. IGBT) sa prepne do aktívneho invertovaného stavu a premení jednosmerný prúd na striedavý prúd do elektrickej siete.
Synchrónne nastavenie: riadiaci obvod detekuje sieťové napätie, frekvenciu a fázu v reálnom čase, aby sa zabezpečila synchronizácia spätnoväzobného prúdu so sieťou a aby sa predišlo harmonickému znečisteniu.
Kľúčové komponenty a funkcie
Napájací modul
Skladá sa z IGBT, ktorý riadi smer toku energie pomocou PWM modulácie, aby sa dosiahlo prepínanie medzi usmerňovacím a reverzným režimom.
Potreba odolávať vysokonapäťovým šokom, ako napríklad frekvenčný menič výťahu s použitím štyroch kvadrantových modulov na podporu obojsmerného toku energie.
Filtračný obvod
Vysokoúrovňová harmonická frekvencia generovaná procesom reverzácie sa filtruje, zvyčajne pomocou LC obvodov, aby sa zabezpečilo, že kvalita spätnej väzby spĺňa štandardy siete.
Riadiaci obvod
Dynamicky upravte uhol spustenia meniča, aby ste udržali stabilitu napätia základnej dosky (napríklad automaticky znížite spätnú väzbu pri kolísaní sieťového napätia).
Typické scenáre aplikácií
Zdvíhacie zariadenie: Pri vykladaní ťažkého tovaru motor generuje energiu a jednotka spätnej väzby energie dokáže získať späť viac ako 80 % obnoviteľnej energie.
Výťahový systém: Štvorkvadrantové frekvenčné meniče dosahujú úspory energie vďaka spätnoväzbovému brzdeniu, ako je napríklad modulárna usmerňovacia konštrukcia výťahu.
Železničná doprava: Vysokovýkonná spätná väzba pri brzdení vlaku, potrebná podpora kompatibility so sieťou.
Porovnanie spotreby energie pri brzdení a spätnoväzobnom brzdení
Charakteristiky Spotreba energie Spätná väzba brzdnej energie
Energia na spotrebu tepla odporu, spätná väzba na opätovné použitie v sieti
Nízka účinnosť (plytvanie energiou) Vysoká (miera úspory energie až 30 %)
Nízke náklady (vyžaduje sa iba brzdný odpor) Vysoké náklady (vyžaduje sa zložité ovládanie spätného chodu)
Použiteľný výkon Malý a stredný výkon (<100 kW) Vysoký výkon (>100 kW)
Technické výzvy a riešenia
Kompatibilita so sieťou
Je potrebné zistiť rozsah kolísania napätia v sieti (napr. ± 20 %), aby sa predišlo vplyvu spätnoväzobného prúdu na sieť.
Potlačenie harmonických
Znížte celkové harmonické skreslenie (THD) na <5 % použitím viacstupňového filtrovania (napríklad aktívneho filtrovania LC+).
Dynamická odozva
Riadiaci obvod musí dokončiť prepnutie režimu do 10 ms, aby sa zabránilo prepätiu na zbernici.