1. Vergleich der Funktionsprinzipien zweier Gerätetypen
1. Funktionsprinzip der Energierückkopplungseinheit
Die Energierückkopplungseinheit ist eine Bremsvorrichtung für Frequenzumrichter. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die durch die Motorverzögerung erzeugte elektrische Energie mittels Pulsweitenmodulation (PWM) ins Stromnetz zurückzuspeisen. Befindet sich der Motor im Generatorbetrieb (z. B. bei der Verzögerung einer Last mit potenzieller Energie oder großer Massenträgheit) und überschreitet die Rotordrehzahl die Synchrondrehzahl, wird die erzeugte elektrische Energie im DC-Zwischenkreis-Filterkondensator des Frequenzumrichters gespeichert. Die Energierückkopplungseinheit erfasst automatisch die DC-Zwischenkreisspannung, wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom mit der gleichen Frequenz und Phase wie das Netz um und speist diesen nach mehrstufiger Rauschunterdrückung ins Netz ein. Der Rückkopplungswirkungsgrad kann über 97 % erreichen.
2. Funktionsprinzip der Bremsanlage
Die Bremsanlage (energieverbrauchende Bremsanlage) nutzt regenerative elektrische Energie über einen externen Bremswiderstand. Sobald die Gleichspannung im Zwischenkreis einen festgelegten Schwellenwert überschreitet, leitet die Bremsanlage Strom durch den Bremswiderstand und wandelt so elektrische Energie in Wärmeenergie um, die abgeführt wird. Diese Konstruktion ist einfach und zuverlässig, jedoch energieintensiv und erzeugt viel Wärme, weshalb zusätzliche Maßnahmen zur Wärmeabfuhr erforderlich sind.
3. Machbarkeit und Herausforderungen alternativer Technologien
Machbarkeitsanalyse
Wirtschaftliche Machbarkeit: Praxisbeispiele haben gezeigt, dass sich die Investition in Energierückgewinnungsanlagen bei häufigen Bremsvorgängen (z. B. in Aufzügen und Zentrifugen) in der Regel innerhalb von zwei Jahren amortisiert. So kann beispielsweise ein einzelnes Gerät nach dem Einsatz in einem Unternehmen der VC-Produktion jährlich über 9000 kWh Strom einsparen.
Technische Machbarkeit: Moderne Energierückkopplungseinheiten arbeiten vollautomatisch ohne Parametereinstellungen. Für die Installation muss lediglich der Gleichstromzwischenkreis mit dem Stromnetz verbunden werden, was die Fehlersuche vereinfacht.
Haupttechnische Schwierigkeiten
Netzkompatibilität: Es muss sichergestellt werden, dass die Rückkopplungsenergie mit dem Netz synchronisiert ist und ein Stromrückfluss vermieden wird.
Oberwellenunterdrückung: Der Klirrfaktor (THD) muss unter 5 % liegen, um die Norm IEC 61000-3-2 zu erfüllen.
Dynamisches Ansprechverhalten: Schnelle Erfassung von Änderungen der Busspannung (Ansprechverhalten im Millisekundenbereich) erforderlich.
Systemschutz: Die Schutzmechanismen gegen Überspannung, Überstrom und Überhitzung müssen verbessert werden.
4. Typische Anwendungsfälle und Vorteile
Aufzugsbranche: In einem Wohngebiet in Suzhou wurde nach der Installation eine umfassende Energieeinsparungsrate von 30,1 % erzielt, während gleichzeitig die Temperatur des Maschinenraums um 3-5 °C gesenkt und der Energieverbrauch der Klimaanlage um 15 % reduziert wurde.
Pharmazeutische Zentrifuge: Durch den Austausch der 22-kW-Bremsanlage gegen eine Rückkopplungsvorrichtung konnte ein Unternehmen in Shenzhen die Verzögerungszeit von 10 Minuten auf 3 Minuten verkürzen, wodurch jährlich 9000 kWh Strom eingespart und die Investition innerhalb von zwei Jahren amortisiert wurde.
Industrieförderanlage: Nach der Sanierung der Schrägschachtförderanlage in einem bestimmten Bergwerk erreichte die Rückgewinnungsrate der Regenerativenergie 95 % und die Wärmeerzeugung des Systems wurde um 70 % reduziert.
5. Alternative Entscheidungsvorschläge
Empfohlene alternative Szenarien:
Häufige Bremssituationen (z. B. bei Aufzügen und Kränen)
Prozessanlagen mit hohem Energieverbrauch (wie Zentrifugen, Walzwerke)
Umgebung, die temperaturempfindlich im Computerraum ist
Gebiete mit hohen Stromkosten
Szenario der Bremsanlage beibehalten:
Einfache Anwendung bei extrem niedriger Bremsfrequenz
Projekte mit geringem Anfangsinvestitionsbedarf
Abgelegene Gebiete mit schlechter Stromnetzqualität
Implementierungspfad:
Führen Sie zunächst eine Energieverbrauchsanalyse durch, um das Energiesparpotenzial zu ermitteln.
Wählen Sie Geräte aus, die der Norm GB/T14549 entsprechen.
Beantragen Sie staatliche Energiesparzuschüsse (Zuschüsse bis zu 30 % in einigen Regionen).
Priorisieren Sie die Modernisierung der energieintensivsten Geräte, die zu den 20 % mit dem höchsten Energieverbrauch gehören.