Trong những năm gần đây, với sự phát triển của thời đại công nghiệp, việc ứng dụng công nghệ phản hồi năng lượng ngày càng trở nên phổ biến. Trong thang máy, thang máy mỏ, cần cẩu cảng, máy ly tâm nhà máy, máy bơm dầu mỏ và nhiều trường hợp khác, sẽ đi kèm với những thay đổi về điện thế tải và động năng. Ví dụ, khi thang máy, cần cẩu và các hoạt động cơ học khác để xả hàng hóa nặng, năng lượng sẽ giảm và khi thiết bị ly tâm ngừng hoạt động, động năng sẽ giảm. Theo định luật bảo toàn năng lượng, chúng ta biết rằng năng lượng sẽ không biến mất khỏi không khí, vậy phần năng lượng này đã đi đâu? Câu trả lời là nó được chuyển đổi thành điện năng tái tạo bởi động cơ. Trên thực tế, trong các thiết bị sử dụng điều khiển tần số thay đổi, phần điện này thường bị lãng phí do chuyển đổi điện trở phanh thành nhiệt.
Nếu có thiết bị sử dụng phần điện năng tái tạo này để trả về lưới điện, thì nó có thể tiết kiệm phần điện năng này và phát huy tác dụng tiết kiệm năng lượng tiêu thụ. Thiết bị phản hồi năng lượng là một sản phẩm như vậy. Nó sử dụng công nghệ chuyển đổi điện tử công suất, vai trò chính của nó là sử dụng điện năng tái tạo được tạo ra bởi các thiết bị trên trong quá trình vận hành và chuyển đổi thành điện xoay chiều đồng bộ trở lại lưới điện, phát huy tác dụng tiết kiệm điện.
Trong hệ thống điều khiển tần số truyền thống bao gồm biến tần chung, động cơ không đồng bộ và tải cơ học, khi tải năng lượng bit do động cơ dẫn động được xả, động cơ có thể ở trạng thái phanh phát điện tái tạo; Hoặc khi động cơ giảm tốc từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp (bao gồm dừng lại), tần số có thể giảm, nhưng do quán tính cơ học của động cơ, động cơ có thể ở trạng thái phát điện tái tạo và năng lượng cơ học được lưu trữ trong hệ thống truyền động được động cơ chuyển đổi thành điện năng, được trả về mạch DC của biến tần thông qua sáu điốt dòng điện liên tục của biến tần.
Nhìn chung, có hai phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để xử lý năng lượng tái tạo:
(1) tiêu tán vào “điện trở hãm” song song với tụ điện được đặt nhân tạo trong mạch DC, gọi là trạng thái hãm động;
(2) Để đưa xe trở lại lưới điện, được gọi là trạng thái phanh phản hồi (còn gọi là trạng thái phanh tái tạo). Ngoài ra còn có một phương pháp phanh, đó là phanh DC, có thể được sử dụng trong các trường hợp cần đỗ xe chính xác hoặc phanh động cơ quay không đều trước khi khởi động do các yếu tố bên ngoài.
Phanh năng lượng
Sử dụng điện trở phanh được đặt trong mạch DC để hấp thụ điện năng tái tạo của động cơ được gọi là phanh tiêu thụ năng lượng. Ưu điểm của nó là cấu tạo đơn giản, không gây ô nhiễm lưới điện (so với sản xuất phản hồi), chi phí thấp; nhược điểm là hiệu suất vận hành thấp, đặc biệt là khi phanh thường xuyên sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng và khả năng của điện trở phanh sẽ tăng lên.
Nhìn chung, trong bộ biến tần thông dụng, bộ biến tần công suất nhỏ (dưới 22kW) đã tích hợp sẵn bộ hãm, chỉ cần thêm điện trở hãm. Bộ biến tần công suất lớn (trên 22kW) cần thêm bộ hãm ngoài, điện trở hãm.
Phanh phản hồi
Để đạt được phản hồi năng lượng, phanh cần điều khiển điện áp, tần số và pha, điều khiển dòng điện phản hồi và các điều kiện khác. Công nghệ đảo chiều chủ động sử dụng công nghệ đảo chiều chủ động để đảo chiều điện năng tái tạo trở lại lưới điện với cùng tần số và pha, từ đó đạt được hiệu quả phanh.
Ưu điểm của phanh phản hồi là nó có thể chạy trên bốn góc phần tư, và phản hồi năng lượng điện giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống. Nhược điểm của nó là:
(1) Phương pháp phanh phản hồi này chỉ có thể được sử dụng trong điều kiện điện áp lưới ổn định, không dễ bị hỏng (biến động điện áp lưới không lớn hơn 10%). Vì khi phanh phát điện đang hoạt động, thời gian hỏng điện áp lưới lớn hơn 2ms, có thể xảy ra lỗi đổi pha, làm hỏng thiết bị.
(2) Trong phản hồi, có ô nhiễm hài hòa với lưới điện.
(3) Điều khiển phức tạp, chi phí cao.
Với sự tiến bộ nhanh chóng của nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong và ngoài nước, đặc biệt là biến tần vạn năng đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, công nghệ phản hồi năng lượng sẽ ngày càng được tái sử dụng nhiều hơn.