ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยุคอุตสาหกรรมได้พัฒนาไปอย่างมาก การนำเทคโนโลยีป้อนกลับพลังงานมาใช้จึงแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ในลิฟต์ ลิฟต์ในเหมือง เครนท่าเรือ เครื่องเหวี่ยงในโรงงาน ปั๊มในแหล่งน้ำมัน และอื่นๆ อีกมากมาย มักมีการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าและพลังงานจลน์ควบคู่กันไป ยกตัวอย่างเช่น เมื่อลิฟต์ เครน และเครื่องจักรอื่นๆ ปล่อยของหนัก พลังงานจะลดลง และเมื่ออุปกรณ์เหวี่ยงหยุดทำงาน พลังงานจลน์ก็จะลดลง ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน เรารู้ว่าพลังงานจะไม่หายไปจากอากาศ แล้วพลังงานส่วนนี้หายไปไหน คำตอบคือ พลังงานส่วนนี้ถูกแปลงเป็นพลังงานหมุนเวียนโดยมอเตอร์ อันที่จริงแล้ว ในอุปกรณ์ที่ใช้การควบคุมความถี่แบบแปรผัน พลังงานส่วนนี้มักจะถูกสูญเสียไปโดยการแปลงตัวต้านทานเบรกให้เป็นความร้อน
หากมีอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าหมุนเวียนส่วนนี้เพื่อส่งกลับเข้าสู่ระบบ ก็สามารถช่วยประหยัดไฟฟ้าส่วนนี้และช่วยประหยัดพลังงานได้ อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทหนึ่ง ใช้เทคโนโลยีการแปลงพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ บทบาทหลักคือการใช้ไฟฟ้าหมุนเวียนที่ผลิตได้จากอุปกรณ์ข้างต้นในกระบวนการทำงาน และแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัสกลับเข้าสู่ระบบ เพื่อประหยัดพลังงานไฟฟ้า
ในระบบควบคุมความถี่แบบดั้งเดิมที่ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์ความถี่ทั่วไป มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส และโหลดเชิงกล เมื่อโหลดพลังงานบิตที่ขับเคลื่อนโดยมอเตอร์ถูกปล่อยออก มอเตอร์อาจอยู่ในสถานะเบรกเพื่อผลิตพลังงานแบบฟื้นฟู หรือเมื่อมอเตอร์ลดความเร็วลงจากความเร็วสูงเป็นความเร็วต่ำ (รวมถึงการหยุด) ความถี่อาจลดลง แต่เนื่องจากความเฉื่อยเชิงกลของมอเตอร์ มอเตอร์อาจอยู่ในสถานะการผลิตพลังงานแบบฟื้นฟู และพลังงานกลที่เก็บไว้ในระบบส่งกำลังจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าโดยมอเตอร์ ซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังวงจร DC ของอินเวอร์เตอร์ผ่านไดโอดกระแสต่อเนื่องจำนวน 6 ตัวของอินเวอร์เตอร์
โดยทั่วไปแล้วตัวแปลงความถี่มีวิธีการประมวลผลพลังงานหมุนเวียนที่นิยมใช้กันมากที่สุด 2 วิธี ได้แก่
(1) กระจายไปใน "ความต้านทานการเบรก" ขนานกับตัวเก็บประจุที่ตั้งขึ้นโดยเทียมในวงจร DC เรียกว่าสถานะเบรกแบบไดนามิก
(2) เพื่อให้กลับเข้าสู่กริดได้ เรียกว่า สถานะเบรกป้อนกลับ (หรือที่เรียกว่า สถานะเบรกแบบสร้างพลังงานกลับ) นอกจากนี้ยังมีวิธีการเบรกอีกแบบหนึ่ง นั่นคือ การเบรกแบบ DC ซึ่งสามารถใช้ได้ในสถานการณ์ที่ต้องจอดรถอย่างแม่นยำหรือการหมุนเบรกมอเตอร์ที่ไม่สม่ำเสมอก่อนสตาร์ทเนื่องจากปัจจัยภายนอก
เบรกพลังงาน
การใช้ชุดความต้านทานการเบรกในวงจร DC เพื่อดูดซับพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียนของมอเตอร์ เรียกว่าการเบรกแบบใช้พลังงาน ข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อระบบไฟฟ้า (เมื่อเทียบกับการผลิตแบบป้อนกลับ) และต้นทุนต่ำ ข้อเสียคือประสิทธิภาพการทำงานต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการเบรกบ่อยครั้งจะสิ้นเปลืองพลังงานมาก และความจุของความต้านทานการเบรกจะเพิ่มขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว ในตัวแปลงความถี่ทั่วไป ตัวแปลงความถี่กำลังไฟฟ้าขนาดเล็ก (ต่ำกว่า 22 กิโลวัตต์) จะมีชุดเบรกในตัว เพียงแค่เพิ่มความต้านทานเบรกเท่านั้น ตัวแปลงความถี่กำลังไฟฟ้าสูง (สูงกว่า 22 กิโลวัตต์) จำเป็นต้องใช้ชุดเบรกภายนอก ความต้านทานเบรก
เบรกตอบรับ
การเบรกป้อนกลับพลังงานนั้น จำเป็นต้องอาศัยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ความถี่ และเฟส การควบคุมกระแสป้อนกลับ และเงื่อนไขอื่นๆ เป็นการใช้เทคโนโลยีการย้อนกลับแบบแอคทีฟ เพื่อย้อนกลับกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าที่มีความถี่และเฟสเดียวกัน กลับสู่โครงข่ายไฟฟ้า จึงสามารถเบรกได้
ข้อดีของระบบเบรกป้อนกลับคือสามารถทำงานแบบสี่ควอแดรนต์ได้ และการตอบสนองพลังงานไฟฟ้าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ข้อเสียคือ:
(1) วิธีการเบรกป้อนกลับนี้ใช้ได้เฉพาะกับแรงดันไฟฟ้ากริดที่เสถียรและไม่เกิดการขัดข้องได้ง่าย (ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้ากริดไม่เกิน 10%) เนื่องจากเมื่อเบรกผลิตไฟฟ้าทำงาน เวลาที่แรงดันไฟฟ้ากริดขัดข้องจะมากกว่า 2 มิลลิวินาที อาจเกิดการขัดข้องจากการเปลี่ยนเฟสและทำให้อุปกรณ์เสียหายได้
(2) ในการตอบรับนั้น มีมลภาวะฮาร์มอนิกเกิดขึ้นในกริด
(3) การควบคุมที่ซับซ้อน ต้นทุนสูง
ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของการวิจัยและการประยุกต์ใช้ตัวแปลงความถี่ในประเทศและต่างประเทศ โดยเฉพาะตัวแปลงความถี่สากลที่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรม เทคโนโลยีป้อนกลับพลังงานจะถูกนำมาใช้ซ้ำมากขึ้นเรื่อยๆ