Leverandører af energifeedback-enheder til frekvensomformere minder om, at simpel energiforbrugsbremsning i øjeblikket er meget udbredt i AC-frekvensomformningshastighedsstyringssystemer, hvilket har ulemper såsom spild af elektrisk energi, kraftig modstandsopvarmning og dårlig hurtig bremseevne. Når asynkronmotorer ofte bremser, er feedbackbremsning en meget effektiv energibesparende metode, der undgår skader på miljøet og udstyret under bremsning. Der er opnået tilfredsstillende resultater i industrier som elektriske lokomotiver og olieudvinding. Med den kontinuerlige fremkomst af nye effektelektroniske enheder, øget omkostningseffektivitet og folks bevidsthed om energibesparelse og forbrugsreduktion er der en bred vifte af anvendelsesmuligheder.
Princip for feedbackbremsning
I det variable frekvenshastighedsreguleringssystem opnås deceleration og stop af motoren ved gradvist at reducere frekvensen. I det øjeblik, hvor frekvensen falder, falder motorens synkrone hastighed tilsvarende. På grund af mekanisk inerti forbliver motorens rotorhastighed imidlertid uændret, og dens hastighedsændring har en vis tidsforsinkelse. På dette tidspunkt vil den faktiske hastighed være større end den givne hastighed, hvilket resulterer i en situation, hvor motorens modelektromotoriske kraft e er højere end frekvensomformerens DC-terminalspænding u, dvs. e > u. På dette tidspunkt bliver elmotoren en generator, som ikke kun ikke kræver strømforsyning fra nettet, men også kan sende elektricitet til nettet. Dette har ikke kun en god bremseeffekt, men omdanner også kinetisk energi til elektrisk energi, som kan sendes til nettet for at genvinde energi, hvilket slår to fluer med ét smæk. Der skal selvfølgelig være en energifeedbackenhed til automatisk styring for at opnå dette. Derudover skal energifeedbackkredsløbet også omfatte AC- og DC-reaktorer, modstandskapacitansabsorbenter, elektroniske afbrydere osv.
Som bekendt er broensretterkredsløbet i generelle frekvensomformere trefaset, ustyrligt, så det ikke kan opnå tovejs energioverførsel mellem DC-kredsløbet og strømforsyningen. Den mest effektive måde at løse dette problem på er at bruge aktiv inverterteknologi, og ensretterdelen anvender en reversibel ensretter, også kendt som netsidekonverter. Ved at styre netsideinverteren inverteres den regenererede elektriske energi til vekselstrøm med samme frekvens, fase og frekvens som nettet og føres tilbage til nettet for at opnå bremsning. Tidligere brugte aktive inverterenheder primært tyristorkredsløb, som kun sikkert kunne udføre feedbackdrift under stabil netspænding, der ikke er tilbøjelig til fejl (netspændingsudsving på ikke over 10%). Denne type kredsløb kan kun sikkert udføre feedbackdrift af inverteren under stabil netspænding, der ikke er tilbøjelig til fejl (med netspændingsudsving på ikke over 10%). Fordi der under strømgenereringsbremsning kan opstå kommutationsfejl, hvis netspændingsbremsetiden er større end 2 ms, og komponenterne kan blive beskadiget. Derudover har denne metode under dybdestyring en lav effektfaktor, et højt harmonisk indhold og overlappende kommutering, hvilket vil forårsage forvrængning af elnettets spændingsbølgeform. Samtidig er styringen kompleks og omkostningsfuld. Med den praktiske anvendelse af fuldt styrede enheder har man udviklet chopper-styrede reversible konvertere ved hjælp af PWM-styring. På denne måde er strukturen af net-inverteren fuldstændig den samme som inverterens, begge ved hjælp af PWM-styring.
Ud fra ovenstående analyse kan det ses, at for virkelig at opnå energifeedbackbremsning af inverteren er nøglen at styre netinverteren. Den følgende tekst fokuserer på netinverterens styrealgoritme ved hjælp af fuldt styrede enheder og PWM-styringsmetode.
Feedback-bremsekarakteristika
Strengt taget kan netinverteren ikke blot betegnes som en "ensretter", da den kan fungere som både ensretter og en inverter. På grund af brugen af selvslukkende enheder kan størrelsen og fasen af vekselstrømmen styres via en passende PWM-tilstand, hvilket gør indgangsstrømmen tilnærmelsesvis en sinusbølge og sikrer, at systemets effektfaktor altid nærmer sig 1. Når den regenerative effekt, der returneres fra inverteren via motorens decelerationsbremsning, øger jævnspændingen, kan fasen af vekselstrømsindgangsstrømmen vendes fra fasen af strømforsyningsspændingen for at opnå regenerativ drift, og den regenerative effekt kan føres tilbage til vekselstrømsnettet, mens systemet stadig kan opretholde jævnspændingen på den givne værdi. I dette tilfælde fungerer netinverteren i en aktiv invertertilstand. Dette gør det nemt at opnå tovejs strømstrøm og har en hurtig dynamisk responshastighed. Samtidig gør denne topologistruktur det muligt for systemet fuldt ud at kontrollere udvekslingen af reaktiv og aktiv effekt mellem vekselstrøms- og jævnstrømssiderne med en effektivitet på op til 97 % og betydelige økonomiske fordele. Varmetabet er 1% af energiforbruget ved bremsning, og det forurener ikke elnettet. Effektfaktoren er omkring 1, hvilket er miljøvenligt. Derfor kan feedbackbremsning i vid udstrækning anvendes til energibesparende drift i energifeedbackbremsescenarier ved PWM AC-transmission, især i situationer, hvor hyppig bremsning er påkrævet. Elmotorens effekt er også høj, og den energibesparende effekt er betydelig. Afhængigt af driftsforholdene er den gennemsnitlige energibesparende effekt omkring 20%.